有了翅膀才能飛，欠缺靈活的代碼就象凍壞了翅膀的鳥兒。不能飛翔，就少了幾許靈動(dòng)的氣韻。我們需要給代碼帶去溫暖的陽光，讓僵冷的翅膀重新飛起來。結(jié)合實(shí)例，通過應(yīng)用OOP、設(shè)計(jì)模式和重構(gòu)，你會(huì)看到代碼是怎樣一步一步復(fù)活的。
為了更好的理解設(shè)計(jì)思想，實(shí)例盡可能簡(jiǎn)單化。但隨著需求的增加，程序?qū)⒃絹碓綇?fù)雜。此時(shí)就有修改設(shè)計(jì)的必要，重構(gòu)和設(shè)計(jì)模式就可以派上用場(chǎng)了。最后當(dāng)設(shè)計(jì)漸趨完美后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，即使需求不斷增加，你也可以神清氣閑，不用為代碼設(shè)計(jì)而煩惱了。
假定我們要設(shè)計(jì)一個(gè)媒體播放器。該媒體播放器目前只支持音頻文件mp3和wav。如果不談設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出來的播放器可能很簡(jiǎn)單：
public class MediaPlayer {
private void PlayMp3() {
MessageBox.Show("Play the mp3 file.");
}
private void PlayWav() {
MessageBox.Show("Play the wav file.");
}
public void Play(string audioType) {
switch (audioType.ToLower()) {
case ("mp3"):
PlayMp3();
break;
case ("wav"):
PlayWav();
break;
}
}
}
自然，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)非常的糟糕。因為它根本沒有為未來的需求變更提供最起碼的擴(kuò)展。如果你的設(shè)計(jì)結(jié)果是這樣，那么當(dāng)你為應(yīng)接不暇的需求變更而焦頭爛額的時(shí)候，你可能更希望讓這份設(shè)計(jì)到它應(yīng)該去的地方，就是桌面的回收站。仔細(xì)分析這段代碼，它其實(shí)是一種最古老的面向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。如果你要播放的不僅僅是mp3和wav,你會(huì)不斷地增加相應(yīng)地播放方法，然后讓switch子句越來越長(zhǎng)，直至達(dá)到你視線看不到的地步。
好吧，我們先來體驗(yàn)對(duì)象的精神。根據(jù)OOP的思想，我們應(yīng)該把mp3和wav看作是一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象。那么是這樣嗎？
public class MP3 {
public void Play() {
MessageBox.Show("Play the mp3 file.");
}
}
public class WAV {
public void Play() {
MessageBox.Show("Play the wav file.");
}
}
好樣的，你已經(jīng)知道怎么建立對(duì)象了。更可喜的是，你在不知不覺中應(yīng)用了重構(gòu)的方法，把原來那個(gè)垃圾設(shè)計(jì)中的方法名字改為了統(tǒng)一的Play()方法。你在后面的設(shè)計(jì)中，會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣改名是多么的關(guān)鍵！但似乎你并沒有擊中要害，以現(xiàn)在的方式去更改MediaPlayer的代碼，實(shí)質(zhì)并沒有多大的變化。
既然mp3和wav都屬于音頻文件，他們都具有音頻文件的共性，為什么不為它們建立一個(gè)共同的父類呢？
public class AudioMedia {
public void Play() {
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file.");
}
}
現(xiàn)在我們引入了繼承的思想，OOP也算是象模象樣了。得意之余，還是認(rèn)真分析現(xiàn)實(shí)世界吧。其實(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中，我們播放的只會(huì)是某種具體類型的音頻文件，因此這個(gè)AudioMedia類并沒有實(shí)際使用的情況。對(duì)應(yīng)在設(shè)計(jì)中，就是：這個(gè)類永遠(yuǎn)不會(huì)被實(shí)例化。所以，還得動(dòng)一下手術(shù)，將其改為抽象類。好了，現(xiàn)在的代碼有點(diǎn)OOP的感覺了：
public abstract class AudioMedia {
public abstract void Play();
}
public class MP3:AudioMedia {
public override void Play() {
MessageBox.Show("Play the mp3 file.");
}
}
public class WAV:AudioMedia {
public override void Play() {
MessageBox.Show("Play the wav file.");
}
}
public class MediaPlayer {
public void Play(AudioMedia media) {
media.Play();
}
}
看看現(xiàn)在的設(shè)計(jì)，即滿足了類之間的層次關(guān)系，同時(shí)又保證了類的最小化原則，更利于擴(kuò)展（到這里，你會(huì)發(fā)現(xiàn)play方法名改得多有必要）。即使你現(xiàn)在又增加了對(duì)WMA文件的播放，只需要設(shè)計(jì)WMA類，并繼承AudioMedia，重寫Play方法就可以了，MediaPlayer類對(duì)象的Play方法根本不用改變。
是不是到此就該畫上圓滿的句號(hào)呢？然后刁鉆的客戶是永遠(yuǎn)不會(huì)滿足的，他們在抱怨這個(gè)媒體播放器了。因為他們不想在看足球比賽的時(shí)候，只聽到主持人的解說，他們更渴望看到足球明星在球場(chǎng)奔跑的英姿。也就是說，他們希望你的媒體播放器能夠支持視頻文件。你又該痛苦了，因為在更改硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)，原來的軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)似乎出了問題。因為視頻文件和音頻文件有很多不同的地方，你可不能偷懶，讓視頻文件對(duì)象認(rèn)音頻文件作父親啊。你需要為視頻文件設(shè)計(jì)另外的類對(duì)象了，假設(shè)我們支持RM和MPEG格式的視頻：
public abstract class VideoMedia {
public abstract void Play();
}
public class RM:VideoMedia {
public override void Play() {
MessageBox.Show("Play the rm file.");
}
}
public class MPEG:VideoMedia {
public override void Play() {
MessageBox.Show("Play the mpeg file.");
}
}
糟糕的是，你不能一勞永逸地享受原有的MediaPlayer類了。因為你要播放的RM文件并不是AudioMedia的子類。
不過不用著急，因為接口這個(gè)利器你還沒有用上（雖然你也可以用抽象類，但在C#里只支持類的單繼承）。雖然視頻和音頻格式不同，別忘了，他們都是媒體中的一種，很多時(shí)候，他們有許多相似的功能，比如播放。根據(jù)接口的定義，你完全可以將相同功能的一系列對(duì)象實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口：
public interface IMedia {
void Play();
}
public abstract class AudioMedia:IMedia {
public abstract void Play();
}
public abstract class VideoMedia:IMedia {
public abstract void Play();
}
再更改一下MediaPlayer的設(shè)計(jì)就OK了：
public class MediaPlayer {
public void Play(IMedia media) {
media.Play();
}
}
現(xiàn)在可以總結(jié)一下，從MediaPlayer類的演變，我們可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：在調(diào)用類對(duì)象的屬性和方法時(shí)，盡量避免將具體類對(duì)象作為傳遞參數(shù)，而應(yīng)傳遞其抽象對(duì)象，更好地是傳遞接口，將實(shí)際的調(diào)用和具體對(duì)象完全剝離開，這樣可以提高代碼的靈活性。
不過，事情并沒有完。雖然一切看起來都很完美了，但我們忽略了這個(gè)事實(shí)，就是忘記了MediaPlayer的調(diào)用者。還記得文章最開始的switch語句嗎？看起來我們已經(jīng)非常漂亮地除掉了這個(gè)煩惱。事實(shí)上，我在這里玩了一個(gè)詭計(jì)，將switch語句延后了。雖然在MediaPlayer中，代碼顯得干凈利落，其實(shí)煩惱只不過是轉(zhuǎn)嫁到了MediaPlayer的調(diào)用者那里。例如，在主程序界面中：
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) {
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) {
IMedia media;
case ("mp3"):
media = new MP3();
break;
case ("wav"):
media = new WAV();
break;
//其它類型略；
}
MediaPlayer player = new MediaPlayer();
player.Play(media);
}
用戶通過選擇cbbMediaType組合框的選項(xiàng)，決定播放哪一種文件，然后單擊Play按鈕執(zhí)行。
現(xiàn)在該設(shè)計(jì)模式粉墨登場(chǎng)了，這種根據(jù)不同情況創(chuàng)建不同類型的方式，工廠模式是最拿手的。先看看我們的工廠需要生產(chǎn)哪些產(chǎn)品呢？雖然這里有兩種不同類型的媒體AudioMedia和VideoMedia（以后可能更多），但它們同時(shí)又都實(shí)現(xiàn)IMedia接口，所以我們可以將其視為一種產(chǎn)品，用工廠方法模式就可以了。首先是工廠接口：
public interface IMediaFactory {
IMedia CreateMedia();
}
然后為每種媒體文件對(duì)象搭建一個(gè)工廠，并統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)工廠接口：
public class MP3MediaFactory:IMediaFactory {
public IMedia CreateMedia() {
return new MP3();
}
}
public class RMMediaFactory:IMediaFactory {
public IMedia CreateMedia() {
return new RM();
}
}
//其它工廠略；
寫到這里，也許有人會(huì)問，為什么不直接給AudioMedia和VideoMedia類搭建工廠呢？很簡(jiǎn)單，因為在AudioMedia和VideoMedia中，分別還有不同的類型派生，如果為它們搭建工廠，則在CreateMedia()方法中，仍然要使用Switch語句。而且既然這兩個(gè)類都實(shí)現(xiàn)了IMedia接口，可以認(rèn)為是一種類型，為什么還要那么麻煩去請(qǐng)動(dòng)抽象工廠模式，來生成兩類產(chǎn)品呢？
可能還會(huì)有人問，即使你使用這種方式，那么在判斷具體創(chuàng)建哪個(gè)工廠的時(shí)候，不是也要用到switch語句嗎？我承認(rèn)這種看法是對(duì)的。不過使用工廠模式，其直接好處并非是要解決switch語句的難題，而是要延遲對(duì)象的生成，以保證的代碼的靈活性。當(dāng)然，我還有最后一招殺手锏沒有使出來，到后面你會(huì)發(fā)現(xiàn)，switch語句其實(shí)會(huì)完全消失。
還有一個(gè)問題，就是真的有必要實(shí)現(xiàn)AudioMedia和VideoMedia兩個(gè)抽象類嗎？讓其子類直接實(shí)現(xiàn)接口不更簡(jiǎn)單？對(duì)于本文提到的需求，我想你是對(duì)的，但不排除AudioMedia和VideoMedia它們還會(huì)存在區(qū)別。例如音頻文件只需要提供給聲卡的接口，而視頻文件還需要提供給顯卡的接口。如果讓MP3、WAV、RM、MPEG直接實(shí)現(xiàn)IMedia接口，而不通過AudioMedia和VideoMedia，在滿足其它需求的設(shè)計(jì)上也是不合理的。當(dāng)然這已經(jīng)不包括在本文的范疇了。
現(xiàn)在主程序界面發(fā)生了稍許的改變：
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) {
IMediaFactory factory = null;
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) {
case ("mp3"):
factory = new MP3MediaFactory();
break;
case ("wav"):
factory = new WAVMediaFactory();
break;
//其他類型略；
}
MediaPlayer player = new MediaPlayer();
player.Play(factory.CreateMedia());
}
寫到這里，我們再回過頭來看MediaPlayer類。這個(gè)類中，實(shí)現(xiàn)了Play方法，并根據(jù)傳遞的參數(shù)，調(diào)用相應(yīng)媒體文件的Play方法。在沒有工廠對(duì)象的時(shí)候，看起來這個(gè)類對(duì)象運(yùn)行得很好。如果是作為一個(gè)類庫或組件設(shè)計(jì)者來看，他提供了這樣一個(gè)接口，供主界面程序員調(diào)用。然而在引入工廠模式后，在里面使用MediaPlayer類已經(jīng)多余了。所以，我們要記住的是，重構(gòu)并不僅僅是往原來的代碼添加新的內(nèi)容。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)一些不必要的設(shè)計(jì)時(shí)，還需要果斷地刪掉這些冗余代碼。
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) {
IMediaFactory factory = null;
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) {
case ("mp3"):
factory = new MP3MediaFactory();
break;
case ("wav"):
factory = new WAVMediaFactory();
break;
//其他類型略；
}
IMedia media = factory.CreateMedia();
media.Play();
}
如果你在最開始沒有體會(huì)到IMedia接口的好處，在這里你應(yīng)該已經(jīng)明白了。我們在工廠中用到了該接口；而在主程序中，仍然要使用該接口。使用接口有什么好處？那就是你的主程序可以在沒有具體業(yè)務(wù)類的時(shí)候，同樣可以編譯通過。因此，即使你增加了新的業(yè)務(wù)，你的主程序是不用改動(dòng)的。
不過，現(xiàn)在看起來，這個(gè)不用改動(dòng)主程序的理想，依然沒有完成?？吹搅?/span>嗎？在BtnPlay_Click()中，依然用new創(chuàng)建了一些具體類的實(shí)例。如果沒有完全和具體類分開，一旦更改了具體類的業(yè)務(wù)，例如增加了新的工廠類，仍然需要改變主程序，何況討厭的switch語句仍然存在，它好像是翅膀上滋生的毒瘤，提示我們，雖然翅膀已經(jīng)從僵冷的世界里復(fù)活，但這雙翅膀還是有病的，并不能正常地飛翔。
是使用配置文件的時(shí)候了。我們可以把每種媒體文件類類型的相應(yīng)信息放在配置文件中，然后根據(jù)配置文件來選擇創(chuàng)建具體的對(duì)象。并且，這種創(chuàng)建對(duì)象的方法將使用反射來完成。首先，創(chuàng)建配置文件：
<appSettings>
<add key="mp3" value="WingProject.MP3Factory" />
<add key="wav" value="WingProject.WAVFactory" />
<add key="rm" value="WingProject.RMFactory" />
<add key="mpeg" value="WingProject.MPEGFactory" />
</appSettings>
然后，在主程序界面的Form_Load事件中，讀取配置文件的所有key值，填充cbbMediaType組合框控件：
public void Form_Load(object sender, EventArgs e) {
cbbMediaType.Items.Clear();
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) {
cbbMediaType.Item.Add(key);
}
cbbMediaType.SelectedIndex = 0;
}
最后，更改主程序的Play按鈕單擊事件：
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) {
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower();
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString();
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance("MediaLibrary",factoryDllName).Unwrap();//MediaLibray為引用的媒體文件及工廠的程序集;
IMedia media = factory.CreateMedia();
media.Play();
}
現(xiàn)在鳥兒的翅膀不僅僅復(fù)活，有了可以飛的能力；同時(shí)我們還賦予這雙翅膀更強(qiáng)的功能，它可以飛得更高，飛得更遠(yuǎn)！
享受自由飛翔的愜意吧。設(shè)想一下，如果我們要增加某種媒體文件的播放功能，如AVI文件。那么，我們只需要在原來的業(yè)務(wù)程序集中創(chuàng)建AVI類，并實(shí)現(xiàn)IMedia接口，同時(shí)繼承VideoMedia類。另外在工廠業(yè)務(wù)中創(chuàng)建AVIMediaFactory類，并實(shí)現(xiàn)IMediaFactory接口。假設(shè)這個(gè)新的工廠類型為WingProject.AVIFactory，則在配置文件中添加如下一行：
<add key="AVI" value="WingProject.AVIFactory" />。
而主程序呢？根本不需要做任何改變，甚至不用重新編譯，這雙翅膀照樣可以自如地飛行！