面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) V86Xg:?7
W5' 3$,X9
有了思想才能飞翔,缺乏灵活就象少了轮子的汽车,难以飞奔。为了更好的理解设计思想,结合一个尽可能简洁的实例来说明OOD、设计模式及重构。通过下面的代码,详细地阐述面向对象设计思想。 @j4U^"_QB
一、传统过程化设计思想 Eb=#9f%y>&
假定我们要设计一个媒体播放器(只从软件设计的角度,不涉及硬件)。该媒体播放器目前只支持音频文件mp3和wav。按照结构化设计思想,设计出来的播放器的代码如下: jh.@-
public class MediaPlayer kee|42E
{ f7 'q-
private void PlayMp3() D Kw*~0
{ j$7Xs"
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); h#hxOVl%x
} 5 XA=G
I6s3+x;O
private void PlayWav() 5&e<#"
{ mnID3=JF
MessageBox.Show("Play the wav file."); Y2[A2Uy$ef
} ZDC9oX @
J-<^P5
public void Play(string audioType) BkZV!Eg
{ ((^sDE6(
switch (audioType.ToLower()) $\"9<o|h
{ -dO'~all
case ("mp3"): =SAU4xjo
PlayMp3(); "9bN+1[<
break; 9P<[7u
case ("wav"): _"%B7FK
PlayWav(); toaYsiIkzW
break; ~6I)|^Z
} Na\WZSu'"
} atW'
} xwH?0/
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 $7'gRb4
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 {q3H5csFq
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! pW]4bx@E
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 gXH[$guf
二、面向对象设计思想 kGUJ9Du
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! ~Gqno
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: 5c;h&
public class MP3 Ol')7d&
{ o1/lZm{\~n
public void Play() '/I:^9
{ n6(.{M;
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); tdF9NFMD
} A~dQ\M
} KA276#
/n4pXT
public class WAV #DjCzz\
{ /S\cU`ZVe
public void Play() JNFIT;L
{ BvU"4d;x
MessageBox.Show("Play the wav file."); j2Pn<0U
} 1'4J[S\cM
} nCKbgM'"
gs
W0
Public class MediaPlayer >l+EJ3W
{ ,b$2= JO'f
switch (audioType.ToLower()) '&;69`FSe
{ -[Qvg49jy
case ("mp3"): R4<lln:[
MP3 m = new MP3(); z1!6%W_.
m.Play(); s6}Xt=j
break; SjEdyN#
case ("wav"): !tHt,eJy
WAV w = new WAV(); G^(}a]>9
w.Play();
1KYN>s:
break; ]p~IYNl2%j
} CWO=0_>2
} m ga6[E<
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 Se!)n;?7Sw
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) |fHB[ W#
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 >bUj*#<
public class AudioMedia w18RA#Zo/
{ 9Z6C8Jv
public void Play() dP>w/$C}
{ ba3-t;S
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); Lz\UZeq
} 7rHS^8'H&
} wVq\FY%
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 G]Jz"xH#
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: >x[`;O4
public abstract class AudioMedia Y1dVM]l
{ "*7C`y5&P
public abstract void Play(); _iEj
} p[WX'M0f
zEw>SP1,
public class MP3:AudioMedia 2>\\@1
{ 4UAvw
public override void Play() +^6}
{ n$2 RCQ
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); CT d|`
} jLcHY-P0V
} Vdn.)ir~P
$gMCR
b,
public class WAV:AudioMedia %So]3;'
{ XV'fW~j\
public override void Play() yW.COWL=)
{ L<(VG{)Z
MessageBox.Show("Play the wav file."); Zwe[_z!*D
} JLb6C52
} x:t<ZG&Xwg
mo1
puU
public class MediaPlayer >m_v5K
{ dZ:r&Qa
//根据需要完成任务的单向分派 c#b:3dXx9
public void Play(AudioMedia media) \%,&~4
!
{ Y~n`~(
media.Play(); fn9#>~vrD
} $gp!w8h
} "D*Wi7
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 &B!%fd.'
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 F3ZxhkF
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: J -Qh/d%]
public abstract class VideoMedia S:Tm23pe
{ LNQSb4
public abstract void Play(); wUi(3g|A
} -cNx1et
gY`Nr!O
public class RM:VideoMedia U '[?9/T
{ 1h"_[`L'
public override void Play() 8o)L,{yl
{ Xz;b,C&*t
MessageBox.Show("Play the rm file."); .F0]6#(
} #B\=Aa`*
} >Csbjf6
^Y^"'"
public class MPEG:VideoMedia c!&Qj
{ 4Y
tk!oS`
public override void Play() ~hURs;Sb
{ ${U6=
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); oVZ4bRl
} u9![6$R
} Y~oT)wTU
H?}wl%
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 -Gsl[Rc0H;
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: j"<Y!Y3
R9.HD?H@
public interface IMedia ~4
FDKUC
{ g=A$<