面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) ex9g?*Q
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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。 |w1Bq
一、传统过程化设计思想 FR4QUk
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: }`QUHIF
public class MediaPlayer JG!mc7
{ `maKN \;
private void PlayMp3() ,+vy,<e&
{ R_ ,U Mt
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Ug t.&IA
} K'Tm_"[u
kmsb hYM)
private void PlayWav() I{9QeRI
{ >WQMqQ^t@
MessageBox.Show("Play the wav file."); NI}yVV
} &<5zqsNJ\a
wh\}d4gN
public void Play(string audioType) Ng>5?F^v
{ YY((V@|K
switch (audioType.ToLower()) 7BjJhs
{ >:S?Mnv6
case ("mp3"): ZaDyg"Tw+
PlayMp3(); # 448-8x
break; C] eSizS.
case ("wav"): 4Lh!8g=/
PlayWav(); [.8BTj1%
break; %C'?@,7C
} YpZ+n*&+
} W5lR0)~#*
} H*QIB_
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。 #!qm ZN
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。 c~$)UND^
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! o]` *M|
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
/&
二、面向对象设计思想 KL:j?.0
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! .TR9975
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: {M$1N5Eh
public class MP3 !M]uL&:
{ `H_ 3Uc
public void Play() $L>@Ed<
{ >#;.n(y
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ?WUA`/[z
} c74.< @w
} 6C^
D#.S
m
)zUU
public class WAV -MO#]K3<
{ +EAsW(F1
public void Play() @ ZwvBH
{ =wHVsdNCN
MessageBox.Show("Play the wav file."); Zq|I,l0+E
} w d^':
} eV"h0_ox
VT%NO'0
Public class MediaPlayer )uIe&B
{ ?)?Ng}
switch (audioType.ToLower()) GT!M[*[
{ /y#f3r+*2
case ("mp3"): =Z3 F1Cq?
MP3 m = new MP3(); fue(UMF~
m.Play(); 0r] t `{H
break; }6}l7x
case ("wav"): E7 Ul;d
WAV w = new WAV(); '&R2 U_
w.Play(); OU(8V^.
break; s1$nvTzBr
} u+e{Mim
} Uq,^Wy
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。 }wjw:M
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) Mzw<{*:r
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。 cAqLE\h
public class AudioMedia vq0Tk
bzs
{ 2dcV"lY
public void Play() E`0?
{ C8:f_mJU
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); r1m]HFN
} ]z;I_-
} /?'FE 7Y
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)。 #7$
H
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: mh{d8<Q2
public abstract class AudioMedia $Sx'sA2
{ R)(T^V`{
public abstract void Play(); |=ba9&q
} ufZDF=$7
7P5)Z-K[
public class MP3:AudioMedia VT`^W Hu
{ F>6|3bOR
public override void Play() b:m88AG
{ gNrjo=
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); UiP"Ixg6
} o.g V4%
} f#"J]p
GL0L!="!
public class WAV:AudioMedia bMu+TgAT,
{ vHc%z$-d
public override void Play() @#>rYAb8,
{ SC!RbW@3
MessageBox.Show("Play the wav file."); #ut
} ]e^&aR5f"
} Jk11fn;\>
J T7nG.9
public class MediaPlayer qu@~g cE
{ rjAn@!|:+
//根据需要完成任务的单向分派 T#Z^s~7&I
public void Play(AudioMedia media) o5O#vW2Il&
{ (k)v!O-
media.Play(); ww3-^v
} 9Cp-qA%t
} ;_I8^? d
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)。 S-b/S5
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。 EIAc@$4
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: TR`U-= jH,
public abstract class VideoMedia SrJGTuXg
{ -%CP@dAk
public abstract void Play(); tBWrL{xLe
} P [ck84F/
P{jbl!UD7
public class RM:VideoMedia {.|CdqwY
{ XS{Qnx_#
public override void Play() Beo@K|3GN
{ Tc:)-
z[o
MessageBox.Show("Play the rm file."); P%VSAh\|n
} ({)+3]x
} mb3"U"ohs
|4zIfAO
public class MPEG:VideoMedia cn3\kT*
{ 'n]w"]|
public override void Play() jo@6?(
*4
{ ~?Pw& K2
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); 2tEkj=fA-
} [Ek7b*
} I)[DTCJ~
aCj&O:]=
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。 :#ik. D
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: nEy&