面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) BC0c c[x
d ;7pri)B
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。 =QKgsgLh
一、传统过程化设计思想 q9]^+8UP
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: {ALBmSapK"
public class MediaPlayer A%czhF
{ yU8Y{o;:
private void PlayMp3() +]~w ?^h
{ 8UY=}R2C
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); pQ-^T.'
} 36A.h,~
oTV8rG
private void PlayWav() SAxa7B/U2
{ mEc;-b
f
MessageBox.Show("Play the wav file."); g KmRjK
} Wj{Rp{}3
i,b7Ft:F&
public void Play(string audioType) ^@5ui;JV
{ !7a^8
switch (audioType.ToLower()) &)f++(i
{ 6Cv2>'{S
case ("mp3"): "qP^uno
PlayMp3(); P+%)0*W
break; g!)LhE
case ("wav"): Kac j
PlayWav(); V<7K!<g)b
break; eYSGxcx
} SUi1*S
} !}Ou|r4_
} G mUs U{
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。 41Q
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。 huD\dmQ:]
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_G /e
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。 4bJ2<j
二、面向对象设计思想 #vZ]2Ud=2
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! 0N[DV]
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: hz|z&vyP
public class MP3 {Ljl4Sp&
{ ^?.:}
public void Play() iF_r'+j
{ P;o>~Y>x
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); cyP*QW[
} BNoCE!
} "91Atb;hJ
W]Y!ZfGnN
public class WAV @`+$d=rO`
{ gsq[ 9
public void Play() f(MHU
{ ~U*N'>'=)
MessageBox.Show("Play the wav file."); VGUDUM.8
} .VEfd4+ni{
} e4H0<h
}{
e%0#"6}
Public class MediaPlayer M |kDys
{ o[r6sz:
switch (audioType.ToLower()) IV#f}NrfD
{ wQuaB6E
case ("mp3"): 0]w[wc
<
MP3 m = new MP3(); ]fS~N9B
m.Play(); &OR*r7*Z
break; w[vIPlSdS
case ("wav"): x4A~MuGU
WAV w = new WAV(); wQS w&G
w.Play(); K]*ERAfM%m
break; !J(,M)p!
} ITqigGan%
} bme#G{[)Y
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 <21^{ yt1
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) w8#>xV^~
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 \R6T"U
public class AudioMedia R M+K":p
{ Nl)jQ
public void Play() AS"|r
{ tYNt>9L|
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); [>9"RzEl
} !4.^@^L|\
} "8dnFrE
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 [a*>@IR
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: ]BD5+>;
public abstract class AudioMedia ~{$'s p0
{ aYCzb7
public abstract void Play(); 4xn^`xf9
} V+ ~2q=
MCpK^7]k
public class MP3:AudioMedia $=SYssg7La
{ ^M5uLm-_s
public override void Play() "8TMAF|i4
{ rL/7wa
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); He;%6OG{
} 'eY[?LJ]U
} ddhTri'f
\iSBLU
public class WAV:AudioMedia ?G<IN)
{ v")
W@haU
public override void Play() %9)J-B
{ %D0Ws9:|
MessageBox.Show("Play the wav file."); '=Y~Ir+
} 3o/a8
} |i}g7
7+r5?h|
public class MediaPlayer .[85<"C
{ k6XmBBIj-
//根据需要完成任务的单向分派 b:I5poI3
public void Play(AudioMedia media) -7VV5W
{ 1c~#]6[
media.Play(); .u3W]5M|
}
o*1`, n
} G"sc;nT
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 m 4LM10
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 RA67w&
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: E?o8'r
public abstract class VideoMedia pra&A2Y\
{ +mv%z3"j;
public abstract void Play(); r:Cid*~m
} \1_&?(pU
t ?'/KL
public class RM:VideoMedia S|w] Q
{ 7)wq9];w
public override void Play() 6RodnQ
{ ~ZN9 E-uL
MessageBox.Show("Play the rm file."); d>psqmQ
} l(4./M
} ,Gx=e!-N5
%=eD)p7l-
public class MPEG:VideoMedia 3iL&;D
{ <u/({SZ&
public override void Play() Md{f,,E'^@
{ tJ=zk3BN~
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); %,RU)}
} eA^|B zU
} @eU/g![u
!PbFo%)
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 ka[NYW{.
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: P*sCrGO%
K6hNN$F!
public interface IMedia +q%goG8
{ IvH+94[)
void Play(); #+nv,?@
} <N&