面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) 7{j9vl6
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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。 A7DEAT))4L
一、传统过程化设计思想 u|ia
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: xlF$PpRNM
public class MediaPlayer t_c;4iE
{ Qjh5m5e
private void PlayMp3() Da5Zz(
{ ]+Yd#<j(u
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); A-r-^S0\
} hZ-No
UOH2I+@V
private void PlayWav() 5+dQGcE@
{ V*SKWP
MessageBox.Show("Play the wav file."); +=hiLfnE
} M >Yx_)<U
roY oxF;\
public void Play(string audioType) }|MGYS )
{ W}V L 3s
switch (audioType.ToLower()) T(K~be
{ c.m8~@O5+
case ("mp3"): !vHUe*1a{
PlayMp3(); MrEyN8X
break; Ko9"mHNB
case ("wav"): ~{'.9
PlayWav(); 4FEOV,n
break; cf?*6q?n
} %M^X>S\%
} Y!* \=h6h
} J2 {?P
cs
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 A~&Tp
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 sG*1 ?
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! "WR)a`$UR
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。
M]:4X_
二、面向对象设计思想 >t')ZSjRs
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! :<f7;.
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: K?:rrd=7q
public class MP3 ST1PSuC~
{ _x_om#~n
public void Play() W&dYH 4O
{ c*$&MCh
MessageBox.Show("Play the mp3 file.");
bz'V50
} jdiFb~5R
} B'>(kZYMs
hX(:xc
public class WAV :$j6
{ #` )zD"CO
public void Play() W-zD1q~0?
{ _P.+[RS@
MessageBox.Show("Play the wav file."); H Yt&MK
} >u#c\s
} S83wAr9T
@SeE,<
Public class MediaPlayer ?it49
{ We%-?l:"
switch (audioType.ToLower()) )B.NV<m
{ lR_ 4iyqb
case ("mp3"): =qiX0JT
MP3 m = new MP3(); l/0TNOA
m.Play(); 9{_D"h}}
break; !fUrDOM0E
case ("wav"): syhTOhOX
WAV w = new WAV(); UO$z_
p]w
w.Play(); nAv@^G2
break; R4v)}`x
} +[M5x[[$
} ;|&Ak_I2G
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。 #!0le:_
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) \TqKm
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。 bSsX)wHm
public class AudioMedia ]@_M)[ x
{ A$vCm
public void Play() I_N(e|s\U
{ fvccut;K
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); }8J77[>/
} T )
T0.c
} ?-[.H^]s~
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 'eg?W_zu
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: &g;4;)p*8
public abstract class AudioMedia 7bOL ,S
{ ;hU56lfZ)X
public abstract void Play(); bv,_7UOG
} ?<VahDBS+A
f@Mm{3&.
public class MP3:AudioMedia A7SBm`XJ)p
{ pn?c6KvO
public override void Play() 10xo<@l
{ <kIg>+
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); v]+,kbT
} ](c[D9I!8
} SOQm>\U'i
8 St`,Tq)
public class WAV:AudioMedia +Z[(s!
{ /~*U'.V
public override void Play() 2ijw g~_@
{ !/O c)Yk
MessageBox.Show("Play the wav file."); 'zV/4iE=
} j;@7V4'
} l<0BMw S8
LQ
pUyqR
public class MediaPlayer *+TIF"|1
{ UqRm\h
//根据需要完成任务的单向分派 e!wBNcG2
public void Play(AudioMedia media) f.,ozL3*
{ (:W=8G,p
media.Play(); -N+'+
} w.exLC
} HT7V} UiaO
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 C(7uvQ
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 |mvy@hm
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: ma.yI};$
public abstract class VideoMedia ;(M`Wy]2
{ {:M5t1^UC
public abstract void Play(); `vWFTv
} i_T8Bfd:
"2:]9j
public class RM:VideoMedia VKRj
1LXz
{ )P>Cxzs
public override void Play() I4
dS,h
{ bJ8G5QU
MessageBox.Show("Play the rm file."); (@Q@B%!!K
} 3#vhQ*xU
} E ?(+v
xh
Sp<|X_
public class MPEG:VideoMedia vG9A'R'P
{ ,W"Q)cL
public override void Play() |NFX"wv:c<
{ >AIkkQT
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); \v.16o bH
} o<2H~2/
} DP`$gd
RMU]GCa
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 zMasA
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: Zn&S7a>7
I8
Ai_^P
public interface IMedia mf]1mG})
{ g,/gApa
void Play(); |KFRC)g
} Q.:SIBP
Yy]^_,r
public abstract class AudioMedia:IMedia Fa78yY+6
{ #MYhKySku
public abstract void Play(); !7XAc,y
} Z!o&};_j
@WVpDhG
public abstract class VideoMedia:IMedia ImQ?<g8$
{ BhC.#u/
public abstract void Play(); ++ !BSQ e
} `ro~l_U;A
~ldqg2c
这样再更改MediaPlayer类的代码: r<4FF=
public class MediaPlayer +BcJHNIB
{ qv|geBW
public void Play(IMedia media) 7N0V`&}T
{ 3uA%1
E
media.Play(); . zf#S0y%(
} `[x`#irD
} iDej{95
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 ~*R"WiDtI
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 b#cXn4<