面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) WI> P-D
bg,9@ }"F
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。 }Ew hj>w
一、传统过程化设计思想 j^tW
Iz
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: 39wa|:I
public class MediaPlayer Vwk #qgnX
{ %UUH"
private void PlayMp3() 9^Fz iM
{ 5irwz4.4
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); FGWN}&K
} 94skkEj
CIU1R;
private void PlayWav() ("~DJ=
{ 8K(Z0
MessageBox.Show("Play the wav file."); F!zP<A"
} >MK>gLg}!
=@2FX&&E_
public void Play(string audioType) 7>XDNI
{ c;0Vs,DUmG
switch (audioType.ToLower()) j>Iaq"
{ "tjLc6Xl^
case ("mp3"): Wq*b~Lw
PlayMp3(); D:^$4}h
f
break; WQyLf;!Lz
case ("wav"): AfeCK1mC @
PlayWav(); @%k}FL=:t(
break; DejA4XdW
} oi}i\:
hI
} ~qe%Yq
} !q"W{P
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 wo_,Y0vfB
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 fb8%~3i>
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! dL7E<?l
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 qTZFPfyU
二、面向对象设计思想 s,#>m*Rh
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! xGTP;NT_H
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: kmzH'wktt
public class MP3 z[`@}}Q
{ lL1k.&|5m
public void Play() pym!U@$t
{ F}Vr:~
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 2'=T[<nNB
} ifN64`AhRX
} Z{&cuo.@<]
s0Z
uWVip
public class WAV X7k.zlH7T
{ @(r/dZc
public void Play() hI9
{ __mF?m
MessageBox.Show("Play the wav file."); *m?/O}R
} bfo["
} lHgs;>U$
Xpzfm7CB/
Public class MediaPlayer cGjPxG;
{ McB[|PmC
switch (audioType.ToLower()) 8@so"d2e
{ :y7c k/>
case ("mp3"): LL:_L<
MP3 m = new MP3();
%iV^S!e
m.Play(); D!7`CH+
break; J:V?EE,\-
case ("wav"): cnTaJ/o
WAV w = new WAV(); x.S3Zi}=
w.Play(); pK0"%eA
break; P.gb1$7<
} 9B;{]c
} 13taFVdU
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 SdD6 ~LS
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) y5!KX AQ%
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 -GxaV #{
public class AudioMedia A~-b!Grf
{ AK@9?_D
public void Play() F$)[kP,wtO
{ om1eQp0N
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); HTG%t/S
} ~3<>
3p
} wmTb97o
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)。 d3xmtG {i
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: =?!wXOg_
public abstract class AudioMedia ;+ "+3
{ V:y'Qf2M
public abstract void Play(); B
{>7-0
} ZHa"isl$e
<Y}R#o1Z
public class MP3:AudioMedia wb0L.'jyR)
{ 1y}Y9mlD.
public override void Play() {;2PL^i
{ Zu7)gf
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); a|X a3E
} /'/Xvm3
} &v@a5 L
LGn:c;
public class WAV:AudioMedia }4,L%$@n
{ 'dn]rV0(C
public override void Play() DMO Mh#[
{ kDsFR#w&`
MessageBox.Show("Play the wav file."); \.-bZ$
} E 7{U|\
} D A\2rLs
~A\GT$
public class MediaPlayer ;0Tx-8l
{ uLV#SQ=bZN
//根据需要完成任务的单向分派 `x*Pof!Io
public void Play(AudioMedia media) [TmIVQ!B
{ c24dSNJg,
media.Play(); ln6d<;
M5
} g%=z_
} iUN Ib
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)。 LcTP#
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。 cz8T
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: lgk.CC
public abstract class VideoMedia e~=;c
{ GB=X5<;
public abstract void Play(); #AJM6* G9
} $|@
(
gDpVeBd[
public class RM:VideoMedia n"c[,k+R`U
{ EFM5,gB.m
public override void Play() ?Wlb3;
{ ,
K~}\CR
MessageBox.Show("Play the rm file."); ~UP[A'9jJ
} A
PEE~
} J| w>a
VZKvaxIk6
public class MPEG:VideoMedia Wi)_H$KII
{ .[ICx
public override void Play() |Y,b?*UF
{ Hquc
o
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); bKMy|_
} X4~y7
} b0Ps5G\ u
#cI{Fe0h
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。 3EPv"f^V
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: ?Lk)gO^C
\"P%`C
public interface IMedia V2wb%;q
{ M /"I2m
void Play(); s Z].8.
} ?67Y-\}
9sYMSc~Bm
public abstract class AudioMedia:IMedia z7fp#>uw
{ Yi.N&