社区应用 最新帖子 精华区 社区服务 会员列表 统计排行 社区论坛任务 迷你宠物
  • 5297阅读
  • 1回复

[讨论]面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT)

级别: 大掌柜
发帖
575
铜板
19287
人品值
400
贡献值
12
交易币
0
好评度
579
信誉值
1
金币
0
所在楼道
学一楼
面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) PnlI {d  
<n"BPXF~  
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。 D #ddx  
一、传统过程化设计思想 QLA.;`HIE  
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: bz>X~   
public class MediaPlayer cr7MvXF-  
{   $vO&C6m$  
private void PlayMp3() {Kz,_bo  
{ 7nZPh3%  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); e#eVc'=cDR  
}  C0rf  
!40>LpL[  
private void PlayWav() !3ggQG!e  
{ d[ N1zQW  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); H}@:Bri  
} nla6QlFYn*  
0D X_ *f  
public void Play(string audioType) .6B\fr.za  
{   U)S=JT~h  
  switch (audioType.ToLower()) :!ya&o  
  { 2Xb, i  
    case ("mp3"): 6% D9;-N)  
    PlayMp3(); )G? qX.D  
    break; ^)VwxH:s  
    case ("wav"): >tD=t8  
    PlayWav(); aQk&#OQy  
    break;       |@qw  
  }   &4#Zi.]  
} [,%=\%5  
} .8hI ad  
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。 2h E(h  
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。 Ia&R/I  
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! 1I +9?fa  
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。 2|1fb-AR  
二、面向对象设计思想 &hCbXs=  
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! azcPeAe  
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: <N<Q9}`V  
public class MP3 +Y\:Q<eMFg  
{ ,S)r%[ru^  
public void Play() L74Mz]v  
{ _GOSqu!3Y  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); {K(mfTqm  
} IG-\&  
} 5pO|^G j1  
X1L@ G  
public class WAV ,Z. sGv  
{ Rx%S<i;9  
public void Play() ^5mc$~1`  
{ _n&Nw7d2 M  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); ngY%T5-  
} &)eg3P)7  
} (FuIOR  
?RRO  
Public class MediaPlayer 8~=*\ @^  
{ g(7 -3q8eq  
  switch (audioType.ToLower()) "4j~2{{ F  
  { @@EI=\  
    case ("mp3"): lame/B&nc  
        MP3 m = new MP3(); 'U@o!\=a  
    m.Play(); $ {Z0@G+  
    break; Xtp8 ^4Va  
    case ("wav"): 1uF$$E6[  
    WAV w = new WAV(); 8h )XULs2  
w.Play(); 2*Z2uV^  
    break;       AeJ ;g  
  } voWH.[n^_  
}   BD g]M/{  
  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。 <@<rU:o=V  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) J[ds.~ $  
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。 nHK(3Z4G  
public class AudioMedia V\~.  
{ 50UdY9E_v}  
public void Play() #6sz@XfV  
{ @Z)|_  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); \l+v,ELX=  
} _03?XUKV  
}  %Bq~b$  
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)。 _Hb;)9y  
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: oy+|:[v:Fk  
public abstract class AudioMedia +2uSMr  
{ )U^=`* 7  
public abstract void Play(); m 2H4V+M+  
} JJ.8V72;!Z  
~zp8%lEe  
public class MP3:AudioMedia "TRS(d|3  
{ E&[5b4D@<  
public override void Play() mh }M|h5Im  
{ jW/WG tz  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); D0. )%  
} qY_qS=H^  
} yzK;  
1/_g36\l$  
public class WAV:AudioMedia K!|eN_1A  
{ j0=6B  
public override void Play() {>&~kM@  
{ [m~J6WB  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); .6?"<zdPU  
} igO>)XbsM  
} b0P3S!E  
"gJ?LojB<  
public class MediaPlayer A2 l?F  
{   |Q?h"5i"(  
  //根据需要完成任务的单向分派 A=|XlP$6  
public void Play(AudioMedia media) 3^xUN|.F*V  
{   {I#_0Q,i  
  media.Play(); i,Ct AbMx  
} uo F.f$%"  
} U>5^:%3  
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)。 16NHzAQ  
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。 ?HEqv$n  
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: T^bA O-d#  
public abstract class VideoMedia CK* * RZ  
{ fv+]iK<{  
public abstract void Play(); >7U/TVd&  
} n. %QWhUB  
>KKWhJ  
public class RM:VideoMedia a[{$4JpK  
{ 3i^X9[.  
public override void Play() F%>$WN#2  
{ bzN[*X|  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); 5#Er& 6s  
} @!ChPl  
} c-Gp|.C  
gF6> /  
public class MPEG:VideoMedia .qBc;u  
{ tr<~:&H4T  
public override void Play() <'Q6\R}:vC  
{ ]xC56se  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); ]ua3I}_B6v  
} hA=uoe\  
} &AiAd6  
]uXJjS f  
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。 0B6!$) *-i  
  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: ZR>BK,  
os V6=  
public interface IMedia GT{4L]C  
{ +{UY9_~\3  
void Play(); "ubp`7%67  
} `[ZswLE  
L*z=!Dpo  
public abstract class AudioMedia:IMedia 6v%yU3l  
{ ^F^g(|(K  
public abstract void Play(); x#{!hL 5G  
} 5K vp%   
'/ Aq2  
public abstract class VideoMedia:IMedia g_>&R58  
{ y^2#;0W  
public abstract void Play(); qHt/,w='Q  
} T"wg/mT  
mV0,T*}e  
这样再更改MediaPlayer类的代码: Om3Ayk}  
public class MediaPlayer InPE_  
{   ^WA7X9ed  
public void Play(IMedia media) !Tzo &G  
{   $]7f1U_e  
  media.Play(); Mj0 ,Y#=76  
} ]#0 (  
} +eVYy_bL-  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 l 9K`+c+t  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 ZL|aB886  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 wMS%/l0p1  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) ]n^iG7aB?  
{ q4ROuE|d  
IMedia media = null; @ @[xTyA  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) ^eW<-n@^  
{ BabaKSm}LP  
  case ("mp3"): 6w.E Sm  
    media = new MP3(); vCa8`m  
    break; 3%v)!dTa<^  
        //其它类型略; ==Gc%  
  case ("rm"): --h\tj\U  
    media = new RM(); Z\ hcK:  
    break;   3Z*r#d$nh:  
  //其它类型略; U`v2Yw3E  
} |q`NJ  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); p fc6;K:d  
player.Play(media); J8i;E 4R  
} reu[rZ&  
C qd\n#d/~  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 <J509j  
随着需求的增加,程序将会越来越复杂。此时就应调整设计思想,充分考虑到代码的重构和设计模式的应用。最后当设计渐趋完美后,你会发现,即使需求不断增加,你也可以神清气爽,不用为代码设计而烦恼了。 4m*)("H  
为了实现软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。我们不访用设计模式、条件外置及反射来实现。 '9\cIni0  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 +p 6Ty2rz  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: x*OdMr\n8?  
public interface IMediaFactory ?Y"%BS+pt  
{ oR#W@OK@is  
IMedia CreateMedia(); 0O3O^ 0  
} U[C>Aoze  
gL<n?FG4b  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: 2A_1E \  
public class MP3Factory:IMediaFactory JFv70rBe  
{ SxF'2ii  
public IMedia CreateMedia() T//xxH]w-  
{ kn3w6]  
  return new MP3(); s8-RXEPb  
} M0 z%<_<}  
} *aErwGLB8  
//其它工厂略; u(vZOf]jL  
r1!1u7dr t  
public class RMFactory:IMediaFactory Wf c/?{  
{ v[L+PD U  
public IMedia CreateMedia() 0C zQel)L:  
{ TdFU,  
  return new RM(); *\ii +f-  
} I`_2Q:r  
} Snr(<u  
//其它工厂略; l";Yw]:^  
f' A$':Y  
写到这里,也许有人会问,为什么不直接给AudioMedia和VideoMedia类搭建工厂呢?很简单,因为在AudioMedia和VideoMedia中,分别还有不同的类型派生,如果为它们搭建工厂,则在CreateMedia()方法中,仍然要使用条件判断语句,代码缺乏灵活性,不利扩展。 KL \>-  
还有一个问题,就是真的有必要实现AudioMedia和VideoMedia两个抽象类吗?让其子类直接实现接口不是更简单?对于本文提到的需求,是能实现的。但不排除AudioMedia和VideoMedia它们还会存在其他区别,如音频文件还需给声卡提供接口,而视频文件还需给显卡提供接口。如果让MP3、WAV、RM、MPEG直接实现IMedia接口,而不通过AudioMedia和VideoMedia,在满足其它需求的设计上也是不合理的。现在客户端程序代码发生了稍许的改变: yD"]:ts3  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) ^4=#, K  
{ 2"&GH1  
IMediaFactory factory = null; \,S |>CPQ  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) gvP-doA7W  
{ N~/ 'EaO  
  //音频媒体 =3-=p&*  
  case ("mp3"): 3IYFvq~  
    factory = new MP3Factory(); ^E}?YgNp  
    break;  h,/Aq  
  //视频媒体 ?:r?K|Ku  
case ("rm"): =lAjQt  
    factory = new RMFactory(); u X,n[u  
    break;   L{/% "2>  
  //其他类型略; gC}}8( k  
} eT b!xb  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); ]>M\|,wh  
player.Play(factory.CreateMedia()); E &9<JS  
} nDn J}`k  
WK|5:V8E  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 .\_):j*  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: IiE6i43  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) XFWpHe_ L  
{ $;5Q mKQ'  
IMediaFactory factory = null; [!uzXVS3  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) |r~u7U\  
{     B:h<iU:'D  
  case ("mp3"): |_?e.}K  
    factory = new MP3Factory(); >XtfT'  
    break; oq7G=8gTp  
    //其他类型略; C1 ^%!)  
  case ("rm"): <::lfPP  
    factory = new RMFactory(); >/ay'EyY;>  
    break;   L[<#>/NPy  
  //其他类型略; ;6/WjUDw<|  
} m>=DJ{KQ  
IMedia media = factory.CreateMedia(); ^E^`"  
media.Play(); J9lZ1,22  
} ZLjAhd)  
?NwrdcQ  
如果你在最开始没有体会到IMedia接口的好处,在这里你应该已经明白了。我们在工厂模式中用到了该接口;而在客户端程序中,仍然要使用该接口。使用接口有什么好处?那就是你的主程序可以在没有具体业务类的时候,同样可以编译通过。因此,即使你增加了新的业务,你的客户端程序是不用改动的。 [9sEc  
不过,这样写客户端代码还是不够理想的,依然不够灵活,在判断具体创建哪个工厂的时候,仍需条件判断。现在看来,如果执行者没有完全和具体类分开,一旦更改了具体类的业务,例如增加了新的工厂类,仍然需要更改客户端程序代码。 G&S2U=KdV%  
我们可以通过反射技术、条件外置很好地做到客户端的灵活性。 L{1sYR%s\  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: t:2DB)  
*2 Pr1U  
<appSettings> 3sr_V~cZ9  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> ||hQ*X<m>  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> i q`}c |c  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> J>(X0@eWz  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> ^QNc!{`  
</appSettings> =~ Uhr6Q  
tp`1S+'~j  
然后,在客户端程序代码中,自定义一个初始化方法如:InitMediaType(),读取配置文件的所有key值,填充cbbMediaType组合框控件中: ??F* Z" x  
private void InitMediaType() xhP~]akHN7  
{ ZiUb+;JA  
cbbMediaType.Items.Clear(); 9FDu{4:  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) vRe{B7}p;  
{ f<8Hvumw  
    cbbMediaType.Item.Add(key); lpG%rN!  
} ~N!HxQ  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; k6CXuU  
} ;VE y{%nF  
`X<B+:>v-  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: >Y>R1b%  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 811>dVq3/  
{ Et3I(X3  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); d?7?tL2  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); t5{P'v9J  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; t@!n?j I  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, ?%5VaxWJ  
factoryDllName).Unwrap(); ,D{7=mDVm  
IMedia media = factory.CreateMedia(); X,Na4~JO(  
media.Play(); ;M?)-dpZ  
} ]FCP|Jz  
u1/ >)_U  
这样可以很好地体现了软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。 b,Wm]N  
设想一下,如果我们要增加某种媒体文件的播放功能,如AVI文件。那么,我们只需要在原来的业务程序集中创建AVI类,继承于VideoMedia类。另外在工厂业务中创建AVIFactory类,并实现IMediaFactory接口。假设这个新的工厂类型为MediaLiabrary.AVIFactory,则在配置文件中添加如下一行: =zFROB\  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 6qT@M0)i  
而客户端程序呢?根本不需要做任何改变,甚至不用重新编译,程序就能自如地运行!
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
2003、2004、2005、2006、2007、2008、2009.....
UeBbs.Net    我们在路上....
级别: 终身会员
发帖
3743
铜板
8
人品值
493
贡献值
9
交易币
0
好评度
3746
信誉值
0
金币
0
所在楼道
只看该作者 1 发表于: 2006-11-26
貌似OOP是面向对象 OOD是面向过程。。。不过内容还是不错的。。。
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八