設計引導--一個鴨子遊戲引發的設計理念(多態,繼承,抽象,介面,策略者模式)_其它綜合

來源:互聯網
上載者:User
這篇博文是從實際生活中,提煉出來的設計理念,它現在是骨架,現在我加以代碼執行個體,完成程式的血肉,以求讓大家活生生的體會設計中的精髓。

自從我們學習物件導向編程以來,它方便了我們的思維思考模式,一個事物具備什麼,就以對應的屬性及方法加之。

(▽) 沒有什麼難的,但是你學到的是最基礎的文法和連自己都不是很瞭解的語言,用一段C語言程式,你可以很輕鬆的把它改成C#,JAVA等,這有什麼難的?大多數程式員們扭曲了C#語言,把C的文法都移植到C#上(在我不瞭解C#的時候,我自己都這麼做過),錯了不可怕,可怕的是錯了還不肯改。
語言是一種工具,學會了都是想通的,但是設計思想不同決定了語言的本質區別。
進入正題,一步一步來剖析一個簡單的鴨子遊戲程式。
 
首先設計一個鴨子物件,是不是?大致這樣:
複製代碼 代碼如下:

public class Duck
{
void quack(){
//...鴨子都會叫
}
void swim(){
//...都會遊泳
}
void Display() {
//...外觀
}
}

然後鴨子遊戲中有各種鴨子一邊遊泳戲水,一邊呷呷叫,各種鴨子都繼承Duck類哦,遊戲在預料之中運行。
 
這應該是標準的OO(Object Oriented)技術吧?遊戲完美運行中.........
目前鴨子會叫會遊泳,都在水裡多沒意思?來個創新吧:
 alt= 
醜小鴨也能飛上青天??o(∩_∩)o
現在想要鴨子飛,那麼就要給鴨子添加一個飛行方法,好比這樣:
複製代碼 代碼如下:

public class Duck
{
void quack(){
//...鴨子都會叫
}
void swim(){
//...都會遊泳
}
void Display() {
//...外觀
}
void Fly() {
//...飛行
}
}

方法已加,遊戲中的小鴨子們可以飛咯。
現在問題,才剛剛出現:
在示範程式的時候,“橡皮假鴨”在螢幕上飛來飛去,遊戲裡面有各種各樣的鴨子。
當沒有Fly()的時候,小鴨子們可以很平穩的運行。在父類中加上Fyl(),會導致所有的子類都具備Fly(),連那些不該具備的子類也無法免除,所以:
對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。這是個不錯的選擇,這樣一來,“橡皮鴨”也不會到處亂飛了~~(注意哦“橡皮鴨”會叫的--“吱吱”)。
遊戲中現在又加入一種鴨子~問題又來啦~~
現在加入成員是-“誘餌鴨”(DecoyDuck)它是木頭做的假鴨,它不會飛當然也不會叫~
OK,現在對於這個新成員,就這麼做:
    alt=
繼續覆蓋它的方法,它只有老老實實的在水裡面遊!
你們覺得這種繁瑣的工作,什麼時候才是個頭呢?鴨子種類無限,你的噩夢無限~繼承這個解決方案,看來果斷不行啊,要換要換。
你覺得這個設計怎麼樣:
我定義一些介面,目前先做兩個,一個Flyable,一個Quackable:
 alt= 
Duck類也改掉,只包含兩個方法:Swim(),Display():
 
然後讓不同的子類再繼承Duck類的時候,分別實現一下Fly()和Quack(),介面也用上了,你覺得怎麼樣?
好像有點用,但是,再換個大的角度想,子類繼承實現的那些Fly(),Quack()都是些重複代碼,然而,重複代碼是可以接受的,但是,在你維護的時候,假如有30個Duck子類吧,要稍稍修改一下那個Fly(),有沒有覺得可維護性瞬間就低到下限?

在這個新的設計方法中,雖然解決了“一部分”問題,但是,這造成了代碼無法複用!有沒有覺得?還有更可怕的哦,會飛的鴨子,那飛行動作可不是千篇一律的,來個空翻360°旋轉這個動作,你又要怎麼做?o(∩_∩)o

不管你在何處工作,用何種程式設計語言,在軟體開發上,一直伴隨你的那個不變真理是什嗎? (把你想到的答案,寫在評論上吧^_^,期待你的回答)
把這個先前的設計都清零……
現在我們知道使用繼承並不能很好的解決問題,因為鴨子的行為在子類裡不斷地改變,並且讓那些子類都有這些行為是不恰當的,Flyable和Quackable介面似乎不錯,解決了問題(只有會飛的鴨子才繼承Flyable),但是這依舊讓你有很多任務去做,你依舊不能做到代碼複用,你在維護的時候,依舊要往下追蹤,一 一去修改對應的行為。
對於這個問題,現在真正有個設計原則,能解決這個問題,它能實現代碼複用,能添加和修改使系統變得更有彈性。
設計原則
找出應用中可能需要變化之處,把它們獨立出來,不要和那些不需要變化的代碼混在一起。
這是些理論知識,對於骨架,我會豐滿出它的羽翼。繼續看吧,你會有收穫!
現在,是時候取出Duck類中的變化的部分了!

目前可變的是fly和quack相關部分,它們會變化,現在單獨把這兩個行為從Duck類中分開,建立一種組新類代表每個行為。
先做個飛行行為的介面:
public interface FlyBehavior
{
void Fly();
}
呷呷叫行為的介面:
public interface QuackBehavior
{
void quack();
}
是否聽說過這麼一個設計理念
針對介面編程,而不是針對實現編程。
而“針對介面編程”真正的意思是“針對抽象類別編程”。
“針對介面編程”的關鍵就在多態。利用多態,程式可以在針對抽象類別編程,執行時會根據實際狀況執行到真正的行為,不會被綁死在抽象類別的行為上。
再深挖一點,“針對抽象類別編程”這句話,可以更明確地說成“變數的宣告類型,應該是抽象類別型,這可以是一個抽象類別,或是一個介面”!不理解沒關係!接下來我們用程式來讓大家慢慢吃透這個概念!
舉個傳統的例子
針對實現編程:
Dog d = new Dog();
d.bark();//“汪汪”叫行為
針對介面或抽象類別編程:
Animal animal = new Dog();
animal.makeSound();//這個方法實現“汪汪”叫
這個不明白?沒關係,有圖:
 alt=
現在讓我們來重新實現鴨子遊戲中的設計吧!
先設計飛行行為:
複製代碼 代碼如下:

class FlyWithWings:FlyBehavior
{
public void Fly()
{
Console.WriteLine("我會飛啦~!");
}
}
class FlyNoWay : FlyBehavior
{
public void Fly() {
//什麼都不做,它不會飛
}
}

我把兩個類放在一起了,這方便大家閱讀,實際上應該分開的。
再看看“呷呷”叫行為:
複製代碼 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"不會叫
}
}

行為做好了~來實現Duck類
複製代碼 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("~~遊~~");
}
public virtual void Display(){}
}

結構很簡單,不是嗎?定義QuackBehavior,FlyBehavior,每隻鴨子都會引用實現QuackBehavior介面對象,讓它們來處理鴨子的行為。

想要呷呷叫的效果,就要quackbehavior對象去呷呷叫就可以了,我們現在不用再關心quackbehavior介面的對象是什麼,只要關係Duck如何叫就行了。
這個quackbehavior介面可以重用了哦。有沒有發現?在什麼地方可以重用呢?思考下,我後面再提。
好了,現在來具體實現鴨子實體了:
複製代碼 代碼如下:

public class MallarDuck : Duck
{
public MallarDuck() {
quackbehavior = new Quack();
flybehavior = new FlyWithWings();
}
public override void Display()
{
Console.WriteLine("我是一隻美麗的綠頭鴨!");
}
}

o(∩_∩)o大功就要告成了, 看Program:
複製代碼 代碼如下:

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

一目瞭然,這個程式要做什麼,怎麼做,很簡單吧?
看看運行結果:
 
代碼也貼完了,程式確實可以運行,現在看下這個設計的最後一個概念:
多用組合,少用繼承。

正如你看見的,使用組合建立系統具有很大的彈性,不僅僅將演算法族封裝成類,更可以在“運行時動態地改變行為”。

不知道什麼是“運行時動態地改變行為”?
好,那我再示範一個,就拿那美麗的綠頭鴨做例子:
Duck類最新修改:
複製代碼 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("~~遊~~");
}
public virtual void Display(){}
public void SetFlyBehavior(FlyBehavior flyb)//額外添加
{
flybehavior = flyb;
}
}

然後我再添加一個火箭動力:
複製代碼 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:
複製代碼 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();
}
}

結果:
 
動態添加了吧?修改一下很容易吧?
至於那個quackbehavior介面重用問題
鴨鳴器知道吧?獵人用這個東西類比鴨子叫,引誘野鴨,這個不是個很好的重用嗎?o(∩_∩)o 更多重用只局限於你的想象~
如果你認真看完了這個,那麼下面這個獎章是給予你的:
你學會了策略者設計模式  alt=o(∩_∩)o
你再也不用擔心系統遇到任何變化
策略者模式
定義了演算法族,分別封裝起來,讓它們之間可以相互替換,此模式讓演算法的變化獨立於使用演算法的使用者。
看完啦,如果覺得還不錯,就點下推薦吧。o(∩_∩)o 這是對我的支援,謝謝

聯繫我們

該頁面正文內容均來源於網絡整理,並不代表阿里雲官方的觀點,該頁面所提到的產品和服務也與阿里云無關,如果該頁面內容對您造成了困擾,歡迎寫郵件給我們,收到郵件我們將在5個工作日內處理。

如果您發現本社區中有涉嫌抄襲的內容,歡迎發送郵件至: info-contact@alibabacloud.com 進行舉報並提供相關證據,工作人員會在 5 個工作天內聯絡您,一經查實,本站將立刻刪除涉嫌侵權內容。

A Free Trial That Lets You Build Big!

Start building with 50+ products and up to 12 months usage for Elastic Compute Service

  • Sales Support

    1 on 1 presale consultation

  • After-Sales Support

    24/7 Technical Support 6 Free Tickets per Quarter Faster Response

  • Alibaba Cloud offers highly flexible support services tailored to meet your exact needs.