面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) (D&3G;0tK
uym*a4J
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。 XJ\DVZ
一、传统过程化设计思想 (gU!=F?#m
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: rfJz8uF%
public class MediaPlayer |F[+k e
{ XFpjYwn
private void PlayMp3() ]7BvvQ
{ UHkMn
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 5PJhEB
} ,PW'#U:
7U"g3a)=
private void PlayWav() mdDOvm:&
{ _8J.fT$${
MessageBox.Show("Play the wav file."); TDjm2R~9FS
} HM1Fz\Sf
~jk|4`I?T
public void Play(string audioType) -3*]G^y2
{ o#Dk&
cH
switch (audioType.ToLower()) 4.aZ#c91_
{ ZvX*t)VjTz
case ("mp3"): _ <V)-Y
PlayMp3(); exUFS5d
break; MKk\
u9
case ("wav"): ?e4YGOe.
PlayWav(); {\1?ZrCI&
break; k]|~>9eY]
} yx[/|nZDC4
} rXP,\ ]r+
} 8kIksy
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 &
J'idYD
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 }R2u@%n{
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! pah'>dAL
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 R) h#Vc(
二、面向对象设计思想 \*?~Yj#
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! G~a ZJ,
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: VCkq"f7cw
public class MP3 &Z@o Q
{ RbnVL$c
public void Play() N>`Aw^ _@&
{ +Kc
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); &r/Mi%
} g:@#@1rB6
} t=iIY`Md%
H%tdhu\e
public class WAV %wy.TN
{ >]TWXmx/w
public void Play() :3Ox~o
{ 0#hlsfc]\
MessageBox.Show("Play the wav file."); T7%S
#0,p
} H*R"ntI?w
} >+1duAC
"(O>=F&
Public class MediaPlayer .`eN8Dl1
{ FVKTbvYn
switch (audioType.ToLower()) CAhXQ7w'Z
{ 2%m BK
case ("mp3"): q]-r@yF
MP3 m = new MP3(); ouQ T
m.Play(); p6V0`5@t
break; f$$ /H>MJ
case ("wav"): g!|kp?
WAV w = new WAV(); Lqa4Vi
w.Play(); wP@(?z
break; vk^xT
} P=
NDS2
} 8nV+e~-w
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。 Jnov<+
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) ,f>k%_U}
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。 _Fl9>C"u
public class AudioMedia Svmy(w~m
{ :"c*s4
public void Play() h2R::/2.
{ /U9"wvg
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); #"~<HG}bR/
} li.;IWb0+)
} sO@Tf\d
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)。 H.MI5O (Q
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: O\r0bUPE
public abstract class AudioMedia {P_.~0pc*
{ 6i/(5 nQ
public abstract void Play(); .ioEIs g
} xy;;zOh`
R\[e!g*I
public class MP3:AudioMedia I!K6o.|1
{ 3!]rmZ-W
public override void Play() (GfZ*
{ =Xr.'(U
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); KZf+MSq?
B
} Q~Wqy~tS
} s$j,9uRr
InI$:kJ
public class WAV:AudioMedia ww1[rCh\+
{ ]/L0,^RI
public override void Play() <e6#lFQqK
{ OneY_<*a<
MessageBox.Show("Play the wav file."); Q=$2c[Uk
} J|7 3.&B
} vFmZ<C'
)
tCt#%7J;a
public class MediaPlayer 9->if/r,o
{ t ?FBG4
//根据需要完成任务的单向分派 ?:0Jav
public void Play(AudioMedia media) Mo|2}nf
{ (E1~H0^
media.Play(); >m\(6x8RE
} m8[j #=h
} v]UwJz3<
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)。 (ToUgVW1N
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。 xAm6BB
c
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: a%0EiU
public abstract class VideoMedia QMm%@zH
{
[$UI8tV
public abstract void Play(); t]G:L}AOl
} J{G?-+`
@H8EWTZ
public class RM:VideoMedia seJ^s@H5l
{ {'H(g[k
public override void Play() :ShT|n7
{ f|gg
MessageBox.Show("Play the rm file."); <#4h}_xA%
} E]r?{t`]
} owv[M6lbD
H\[W/"
public class MPEG:VideoMedia wMN]~|z>
{ &K,i
f
public override void Play() R4d=S4i
{ Tlr v={
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); Xch~
1K
} .=;
;
} )V9bI( v
lp8v0e4
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。 dj%!I:Q>u
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: <1!O1ab
#g!.T g'
public interface IMedia 2
yz _
{ _q^E,P
void Play(); hi[pVk~B)
} <~=Vg
a8Wwq?@
public abstract class AudioMedia:IMedia xgtR6E^k
{ }Y4qS
public abstract void Play(); 8q7b_Pq1U
} 3G4-^hY<
c:.eGH_f
public abstract class VideoMedia:IMedia &%Tj/ Qx
{ ,R|BG
public abstract void Play(); 93hxSRw
} 0{SL&<&