面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) ~Vq<nkWS
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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。 _X5@%/Vz
一、传统过程化设计思想 9fp@d
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: LnZzY0
public class MediaPlayer qd\5S*Z1
{ Cj^:8 ?%
private void PlayMp3() &iCE/
{ A;VjMfoB
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ;O` \rP5w
} Zo`Ku+RL2'
JRQ{Q"`)
private void PlayWav() 0ant0<
{ Fr/3Qp@S
MessageBox.Show("Play the wav file."); ? ->:,I=<~
} dm;H0v+Y'
J!r,ktO^U?
public void Play(string audioType) ivL}\~L
{ *{/
ww9fT
switch (audioType.ToLower()) v_-S#(
{ + <AD
case ("mp3"): 3Jt_=!qlo
PlayMp3(); U(#)[S,
break; F&?55@b
case ("wav"): >'IFr9&3
PlayWav(); hm#S4/=#
break; +76{S_CZ
} ds@X%L;_
}
7-a[W
} ($a ?zJr
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 zs#s"e:jeR
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 h'Tn&2r6
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! Q|40
8EM
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 ~&-8lD];LM
二、面向对象设计思想 fh~"A`d
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! R Fgy
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: q;co53.+P)
public class MP3 ];BGJ5^j
{ 01v7_*'R
public void Play() 4u}"ng
{ |GPR3%9
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 27mGX\T
} O:02LHE
} |<nS<x
I,4t;4;Zk
public class WAV 1~BDtHW7`n
{ e1Kxqw7
public void Play() ;A^0="x&
{ jwsl"zL
MessageBox.Show("Play the wav file."); w`Q"m x*
} !:
e(-
} c)H(w
4dy2m!
Public class MediaPlayer -dX{ R_*
{ |Z%I3-z_DS
switch (audioType.ToLower()) Xk#"rM< Y
{ @\-i3EhR
case ("mp3"): b=:$~N@Y
MP3 m = new MP3(); a& >(*PQ
m.Play(); ua$H"(#c
break; |,zcrOo]
case ("wav"): hw[ jVx
WAV w = new WAV(); +$]eA'Bh@
w.Play(); TBq;#+1W
break; $@m)8T
} ;8WgbR)ZLU
} qyXx`'e
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 7U=|>)Q0s
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) G9?6qb:
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 ^X2U
A{
public class AudioMedia u{%gB&nC
{ *69yB
public void Play() /8!s
C D
{ cG|)z<Z
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); \BB(0Ah+t
} M6(o J*
} bu`8QQ"C
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 Z4S0{:XY
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: eIVCg-l}
public abstract class AudioMedia X8!=Xjl)
{ j.C)KwelBS
public abstract void Play(); .54E*V1
} C+{du^c$
*We.?"X'].
public class MP3:AudioMedia GKPC 9;{W
{ qGndh
public override void Play() 5`:+NwXS2
{ U3SF'r8
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); oicett=5
} P3[+c4
} HVb9YU+
h&|wqna
public class WAV:AudioMedia }z/;^``
{ 5+U2@XV
public override void Play() (nP 6Xq
{ ciKkazx.
MessageBox.Show("Play the wav file."); \Ol3kx|
} |7IlYy&:
} 8J|pj4ce
CbK&.a
public class MediaPlayer _=0;5OrK1X
{ rCcNu
//根据需要完成任务的单向分派 Qxds]5WB/
public void Play(AudioMedia media) gv=mz,z
{ }qUNXE@
media.Play(); F",]*>r
} DJl06-s V
} `?{Hs+4P5
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)。 u7|{~D&f
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。 [BS3y`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: y^; =+Z
public abstract class VideoMedia uA;3R\6?
{ wK8/`{B9
public abstract void Play(); |_l\.
} >V~q`htth
iQs(Dh=*
public class RM:VideoMedia 5f}wQ
{ !=eui$]
public override void Play()
;-U:t4
{ F8/4PB8-
MessageBox.Show("Play the rm file."); Q>= :$I
} 8"RX~Igf
} 265df
Y9Pu
(w)Qt/P^4
public class MPEG:VideoMedia L?<V KT
{ E}4R[6YD
public override void Play() E+F!u5u
{ * UBU?
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); 6|["!AUI
} Z*x Q"+\
} .gx*gX1<
p\F*Y,4
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。 :/d#U:I
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: mI?AI7DqK
57rc|]C
public interface IMedia 2;U(r:]
{ yj"+!g
void Play(); 8@Y]dzgjj
} `3\5&B