快捷導(dǎo)航

設(shè)計(jì)引導(dǎo)--一個(gè)鴨子游戲引發(fā)的設(shè)計(jì)理念(多態(tài),繼承,抽象,接口,策略者模式)

更新時(shí)間：2013年01月06日 14:41:06 投稿：whsnow

設(shè)計(jì)引導(dǎo)--一個(gè)鴨子游戲引發(fā)的設(shè)計(jì)多態(tài)，繼承，抽象，接口，策略者模式;這篇博文是從實(shí)際生活中，提煉出來(lái)的設(shè)計(jì)理念，它現(xiàn)在是骨架，現(xiàn)在我加以代碼實(shí)例，完成程序的血肉，以求讓大家活生生的體會(huì)設(shè)計(jì)中的精髓

這篇博文是從實(shí)際生活中，提煉出來(lái)的設(shè)計(jì)理念，它現(xiàn)在是骨架，現(xiàn)在我加以代碼實(shí)例，完成程序的血肉，以求讓大家活生生的體會(huì)設(shè)計(jì)中的精髓。

自從我們學(xué)習(xí)面向?qū)ο缶幊桃詠?lái)，它方便了我們的思維思考模式，一個(gè)事物具備什么，就以對(duì)應(yīng)的屬性及方法加之。

(▽) 沒(méi)有什么難的，但是你學(xué)到的是最基礎(chǔ)的語(yǔ)法和連自己都不是很了解的語(yǔ)言，用一段C語(yǔ)言程序，你可以很輕松的把它改成C#，JAVA等，這有什么難的？大多數(shù)程序員們扭曲了C#語(yǔ)言，把C的語(yǔ)法都移植到C#上（在我不了解C#的時(shí)候，我自己都這么做過(guò)），錯(cuò)了不可怕，可怕的是錯(cuò)了還不肯改。
語(yǔ)言是一種工具，學(xué)會(huì)了都是想通的，但是設(shè)計(jì)思想不同決定了語(yǔ)言的本質(zhì)區(qū)別。
進(jìn)入正題，一步一步來(lái)剖析一個(gè)簡(jiǎn)單的鴨子游戲程序。

首先設(shè)計(jì)一個(gè)鴨子對(duì)象，是不是？大致這樣：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Duck
{
void quack(){
//...鴨子都會(huì)叫
}
void swim(){
//...都會(huì)游泳
}
void Display() {
//...外觀
}
}

然后鴨子游戲中有各種鴨子一邊游泳戲水，一邊呷呷叫，各種鴨子都繼承Duck類哦，游戲在預(yù)料之中運(yùn)行。

這應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)的OO（Object Oriented）技術(shù)吧？游戲完美運(yùn)行中.........
目前鴨子會(huì)叫會(huì)游泳，都在水里多沒(méi)意思？來(lái)個(gè)創(chuàng)新吧：

丑小鴨也能飛上青天？？o(∩_∩)o
現(xiàn)在想要鴨子飛，那么就要給鴨子添加一個(gè)飛行方法，好比這樣：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Duck
{
void quack(){
//...鴨子都會(huì)叫
}
void swim(){
//...都會(huì)游泳
}
void Display() {
//...外觀
}
void Fly() {
//...飛行
}
}

方法已加，游戲中的小鴨子們可以飛咯。
現(xiàn)在問(wèn)題，才剛剛出現(xiàn)：
在演示程序的時(shí)候，“橡皮假鴨”在屏幕上飛來(lái)飛去，游戲里面有各種各樣的鴨子。
當(dāng)沒(méi)有Fly()的時(shí)候，小鴨子們可以很平穩(wěn)的運(yùn)行。在父類中加上Fyl(),會(huì)導(dǎo)致所有的子類都具備Fly(),連那些不該具備的子類也無(wú)法免除，所以：
對(duì)代碼所做的局部修改，影響層面可不只是局部。
看看這張圖，說(shuō)不定和你的想法不謀而合：

覆蓋掉“橡皮鴨”的飛行方式。這是個(gè)不錯(cuò)的選擇，這樣一來(lái)，“橡皮鴨”也不會(huì)到處亂飛了~~（注意哦“橡皮鴨”會(huì)叫的--“吱吱”）。
游戲中現(xiàn)在又加入一種鴨子~問(wèn)題又來(lái)啦~~
現(xiàn)在加入成員是-“誘餌鴨”（DecoyDuck）它是木頭做的假鴨，它不會(huì)飛當(dāng)然也不會(huì)叫~
OK，現(xiàn)在對(duì)于這個(gè)新成員，就這么做：
　　

繼續(xù)覆蓋它的方法，它只有老老實(shí)實(shí)的在水里面游！
你們覺(jué)得這種繁瑣的工作，什么時(shí)候才是個(gè)頭呢？鴨子種類無(wú)限，你的噩夢(mèng)無(wú)限~繼承這個(gè)解決方法，看來(lái)果斷不行啊，要換要換。
你覺(jué)得這個(gè)設(shè)計(jì)怎么樣：
我定義一些接口，目前先做兩個(gè)，一個(gè)Flyable,一個(gè)Quackable：

Duck類也改掉，只包含兩個(gè)方法：Swim（），Display（）:

然后讓不同的子類再繼承Duck類的時(shí)候，分別實(shí)現(xiàn)一下Fly()和Quack()，接口也用上了，你覺(jué)得怎么樣？
好像有點(diǎn)用，但是，再換個(gè)大的角度想，子類繼承實(shí)現(xiàn)的那些Fly()，Quack()都是些重復(fù)代碼，然而，重復(fù)代碼是可以接受的，但是，在你維護(hù)的時(shí)候，假如有30個(gè)Duck子類吧，要稍稍修改一下那個(gè)Fly()，有沒(méi)有覺(jué)得可維護(hù)性瞬間就低到下限？

在這個(gè)新的設(shè)計(jì)方法中，雖然解決了“一部分”問(wèn)題，但是，這造成了代碼無(wú)法復(fù)用！有沒(méi)有覺(jué)得？還有更可怕的哦，會(huì)飛的鴨子，那飛行動(dòng)作可不是千篇一律的，來(lái)個(gè)空翻360°旋轉(zhuǎn)這個(gè)動(dòng)作，你又要怎么做？o(∩_∩)o

不管你在何處工作，用何種編程語(yǔ)言，在軟件開發(fā)上，一直伴隨你的那個(gè)不變真理是什么？（把你想到的答案，寫在評(píng)論上吧^_^，期待你的回答）
把這個(gè)先前的設(shè)計(jì)都清零……
現(xiàn)在我們知道使用繼承并不能很好的解決問(wèn)題，因?yàn)轼喿拥男袨樵谧宇惱锊粩嗟馗淖儯⑶易屇切┳宇惗加羞@些行為是不恰當(dāng)?shù)?，F(xiàn)lyable和Quackable接口似乎不錯(cuò)，解決了問(wèn)題（只有會(huì)飛的鴨子才繼承Flyable），但是這依舊讓你有很多任務(wù)去做，你依舊不能做到代碼復(fù)用，你在維護(hù)的時(shí)候，依舊要往下追蹤，一一去修改對(duì)應(yīng)的行為。
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在真正有個(gè)設(shè)計(jì)原則，能解決這個(gè)問(wèn)題，它能實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用，能添加和修改使系統(tǒng)變得更有彈性。
設(shè)計(jì)原則：
這是些理論知識(shí)，對(duì)于骨架，我會(huì)豐滿出它的羽翼。繼續(xù)看吧，你會(huì)有收獲！
現(xiàn)在，是時(shí)候取出Duck類中的變化的部分了！

目前可變的是fly和quack相關(guān)部分，它們會(huì)變化，現(xiàn)在單獨(dú)把這兩個(gè)行為從Duck類中分開，建立一種組新類代表每個(gè)行為。
先做個(gè)飛行行為的接口：
public interface FlyBehavior
{
void Fly();
}
呷呷叫行為的接口：
public interface QuackBehavior
{
void quack();
}
是否聽說(shuō)過(guò)這么一個(gè)設(shè)計(jì)理念：
針對(duì)接口編程，而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程嗎。
而“針對(duì)接口編程”真正的意思是“針對(duì)抽象類編程的”。
“針對(duì)接口編程”的關(guān)鍵就在多態(tài)。利用多態(tài)，程序可以在針對(duì)抽象類編程，執(zhí)行時(shí)會(huì)根據(jù)實(shí)際狀況執(zhí)行到真正的行為，不會(huì)被綁死在抽象類的行為上。
再深挖一點(diǎn)，“針對(duì)抽象類編程”這句話，可以更明確地說(shuō)成“變量的聲明類型，應(yīng)該是抽象類型，這可以是一個(gè)抽象類，或是一個(gè)接口”！不理解沒(méi)關(guān)系！接下來(lái)我們用程序來(lái)讓大家慢慢吃透這個(gè)概念！
舉個(gè)傳統(tǒng)的例子：
針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程：
Dog d = new Dog();
d.bark();//“汪汪”叫行為
針對(duì)接口或抽象類編程：
Animal animal = new Dog();
animal.makeSound();//這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)“汪汪”叫
這個(gè)不明白？沒(méi)關(guān)系，有圖：

現(xiàn)在讓我們來(lái)重新實(shí)現(xiàn)鴨子游戲中的設(shè)計(jì)吧！
先設(shè)計(jì)飛行行為：

復(fù)制代碼代碼如下:

class FlyWithWings:FlyBehavior
{
public void Fly()
{
Console.WriteLine("我會(huì)飛啦~！");
}
}
class FlyNoWay : FlyBehavior
{
public void Fly() {
//什么都不做，它不會(huì)飛
}
}

我把兩個(gè)類放在一起了，這方便大家閱讀，實(shí)際上應(yīng)該分開的。
再看看“呷呷”叫行為：

復(fù)制代碼代碼如下:

class Quack : QuackBehavior
{
public void quack()
{
Console.WriteLine("呷呷!");
}
}
class Squeak : QuackBehavior
{
public void quack() {
Console.WriteLine("吱吱！");//橡皮鴨
}
}
class MuteQuack:QuackBehavior
{
public void quack()
{
Console.WriteLine(".......");//"誘餌鴨"不會(huì)叫
}
}

行為做好了~來(lái)實(shí)現(xiàn)Duck類

復(fù)制代碼代碼如下:

public abstract class Duck
{
public FlyBehavior flybehavior;
public QuackBehavior quackbehavior;
public void performQuack() {
quackbehavior.quack();
}
public void performFly()
{
flybehavior.Fly();
}
public virtual void Swim(){
Console.WriteLine("~~游~~");
}
public virtual void Display(){}
}

結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，不是嗎？定義QuackBehavior，F(xiàn)lyBehavior，每只鴨子都會(huì)引用實(shí)現(xiàn)QuackBehavior接口對(duì)象，讓它們來(lái)處理鴨子的行為。

想要呷呷叫的效果，就要quackbehavior對(duì)象去呷呷叫就可以了，我們現(xiàn)在不用再關(guān)心quackbehavior接口的對(duì)象是什么，只要關(guān)系Duck如何叫就行了。
這個(gè)quackbehavior接口可以重用了哦。有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)？在什么地方可以重用呢？思考下，我后面再提。
好了，現(xiàn)在來(lái)具體實(shí)現(xiàn)鴨子實(shí)體了：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class MallarDuck : Duck
{
public MallarDuck() {
quackbehavior = new Quack();
flybehavior = new FlyWithWings();
}
public override void Display()
{
Console.WriteLine("我是一只美麗的綠頭鴨！");
}
}

o(∩_∩)o大功就要告成了，看Program：

復(fù)制代碼代碼如下:

static void Main(string[] args)
{
MallarDuck mallard = new MallarDuck();
mallard.Display();
mallard.Swim();
mallard.performQuack();
mallard.performFly();
}

一目了然，這個(gè)程序要做什么，怎么做，很簡(jiǎn)單吧？
看看運(yùn)行結(jié)果：

代碼也貼完了，程序確實(shí)可以運(yùn)行，現(xiàn)在看下這個(gè)設(shè)計(jì)的最后一個(gè)概念：
多用組合，少用繼承。

正如你看見的，使用組合建立系統(tǒng)具有很大的彈性，不僅僅將算法族封裝成類，更可以在“運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地改變行為”。

不知道什么是“運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地改變行為”？
好，那我再演示一個(gè)，就拿那美麗的綠頭鴨做例子：
Duck類最新修改：

復(fù)制代碼代碼如下:

public abstract class Duck
{
public FlyBehavior flybehavior;
public QuackBehavior quackbehavior;
public void performQuack() {
quackbehavior.quack();
}
public void performFly()
{
flybehavior.Fly();
}
public virtual void Swim(){
Console.WriteLine("~~游~~");
}
public virtual void Display(){}
public void SetFlyBehavior(FlyBehavior flyb)//額外添加
{
flybehavior = flyb;
}
}

然后我再添加一個(gè)火箭動(dòng)力：

復(fù)制代碼代碼如下:

class FlyRockePowered : FlyBehavior
{
public void Fly()
{
Console.WriteLine("打了雞血！4200米/秒，加速飛行！");
}
}

看看Program：

復(fù)制代碼代碼如下:

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MallarDuck mallard = new MallarDuck();
mallard.Display();
mallard.Swim();
mallard.performQuack();
mallard.performFly();
mallard.SetFlyBehavior(new FlyRockePowered());
mallard.performFly();
}
}

結(jié)果：

動(dòng)態(tài)添加了吧？修改一下很容易吧？
至于那個(gè)quackbehavior接口重用問(wèn)題：
鴨鳴器知道吧？獵人用這個(gè)東西模擬鴨子叫，引誘野鴨，這個(gè)不是個(gè)很好的重用嗎？o(∩_∩)o 更多重用只局限于你的想象~
如果你認(rèn)真看完了這個(gè)，那么下面這個(gè)獎(jiǎng)?wù)率墙o予你的：
你學(xué)會(huì)了策略者設(shè)計(jì)模式