面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) E6'8Zb
,_.@l+BM.
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。 <S\;k@f
一、传统过程化设计思想 q3c*<n g#
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: 6?%]odI#
public class MediaPlayer zQL!(2
{
UfK4eZx*`
private void PlayMp3() &Q'\WA'
{ CDQJ bvx
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); WdTbt
} 4r_!>['`"
U9<_6Bsd
private void PlayWav() /Y;+PAy
{ (oLpnjJ(,
MessageBox.Show("Play the wav file."); tv 4s12&
} Fy 4Tvg
*oEv ,I_
public void Play(string audioType) gf:vb*#Wa
{ ?gd'M_-J,
switch (audioType.ToLower()) z6p#fsD
{ ,3VG.u;U
case ("mp3"): (y=dR1p
PlayMp3(); x9xzm5
break; DgDSVFk
~
case ("wav"): 2-8YSHlh
PlayWav(); !(W[!%
break; beJZpg
} nnfY$&3A
} q$MHCq;
} |9+bSH9
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。 _n<
LVdE
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。 96vj)ql
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! -`-ACWeNV
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。 jv*Dg (
二、面向对象设计思想 pZu?V"R
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! CHPL>'NJzc
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: IM[54_I
public class MP3 AU0$A403
{ ow-+>Y[qZ
public void Play() ZvUp#8x(3
{ P-[fHCg~
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); (YAI,Xnw
} d>YmKTk"
} G{F6
&\&'L|0F
public class WAV GMEw
{ `ifb<T
public void Play() U^B"|lc:[
{ K{|w 43>D
MessageBox.Show("Play the wav file."); $TR=3[j
} :L]-'\y
} /pO{2[
:0B
|<~lX
Public class MediaPlayer |$M@09,F"
{ !-KCFMvT
switch (audioType.ToLower()) HvAE,0N
{ 2y^Uk,g
case ("mp3"): M,&tA1CH
MP3 m = new MP3(); $b4*/vMr
m.Play(); )qbI{^_g
break; A)OdQFet(
case ("wav"): 1lbwJVY[
WAV w = new WAV(); qO7fbql_
w.Play(); +<gg
break; l<$rqz3D
} D`V6&_.p
} +z+F-
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。 et@">D%;]
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) '^hsH1
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。 k - FB
public class AudioMedia GNs#oM
{ -y%QRO(
public void Play() \$'R+k-57;
{ ot^q}fRX
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); OSU{8.
} V:(y*tFA
} jh>N_cp
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)。 37#cx)p^f
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: F@g17 aa
public abstract class AudioMedia eUYZxe :6
{ P=2wkzeJj
public abstract void Play(); P2O\!'aEh
} uG4$2
O97VdNT8
public class MP3:AudioMedia x,w8r+~5
{ yXkt:O,i
public override void Play() _0w1kqW
{ j]AekI4I
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ?'Cb-C_
} hMv2"V-X
} 8IeI0f"l)
'[%jjUU
public class WAV:AudioMedia ?qy*s3j'M
{ [@ILc*2O
public override void Play() 3] N q@t
{ Xj%,xm>}!u
MessageBox.Show("Play the wav file."); YDW|-HIF
} s}s|~
} tbg*_ZQO u
3eWJt\}?B
public class MediaPlayer 2H6:np|O
{ ]}.0el{
//根据需要完成任务的单向分派 VXA[TIqp
public void Play(AudioMedia media) ka/nQ~_#<
{ [8.-(-/;
media.Play(); I4ebkP gf
} 7aV$YuL)X~
} $_wo6/J5+D
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 {aoMJJq
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 pKq ]X}[^c
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: axtb<5&
public abstract class VideoMedia B4IBuS
{ a%v>eXc
public abstract void Play(); >[EBpYi
} w#sq'vo4%
Vn^)
public class RM:VideoMedia
QPX`l0V
{ Z4#v~!
public override void Play() oooS s&t
{ 7H4L-J3
MessageBox.Show("Play the rm file."); Y|_O8[
} nX )f'[ 7
}
>9{zQf!
&Bm&i.r
public class MPEG:VideoMedia 02(h={
{ 7 I@";d8~
public override void Play() qIz}$%!A
{ mf$Sa58
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); g
&*mozs
}
f\ 'T_
} i@XB&;*c\
&~'S)Nun
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 i *'Z3Z)
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: ?.Q3 pUT
)(lJT&e
public interface IMedia <1K7@Tu
{ HAd%k$Xu{
void Play(); `UQEXoB)
} 1 =^
sCkO0dl8
public abstract class AudioMedia:IMedia (vnoP< 0
{ oPsK:GC`U
public abstract void Play(); NCn`}QP
} i-]U+m*
\ADLMj`F|
public abstract class VideoMedia:IMedia (n,N8k;
{ $~G@
public abstract void Play(); '$?du~L-
} 'AWp6L @
F 5U|9<
这样再更改MediaPlayer类的代码: |kc@L`7s
public class MediaPlayer Wxn#Rk#>
{ 6A?8tm/0
public void Play(IMedia media) $it@>L8
{ lov%V*tL
media.Play(); x9&p!&*&IT
} >azEed<B
} xG1?F_]
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 I|T7+{5z
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。 l!:^6i
现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 cJ2PI
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) n[P\*S
{ 0<Q*7aY
IMedia media = null; z&F5mp@
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) )b0];&hw]
{ 7h`^N5H.q
case ("mp3"): H99xZxHZ{
media = new MP3(); nA+F
break; F,&