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
  • 3701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) X^9_'T9  
&r DOqj  
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。 Os@ofnC  
一、传统过程化设计思想 wqE ]o= k  
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: l*'jqR')h^  
public class MediaPlayer 9KXp0Q?-$  
{   tk}qvW.Ii  
private void PlayMp3() \~y>aYy  
{ Y60ld7H  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); v l{hE~  
} '` [nt25N  
zq4mT;rqz  
private void PlayWav()  & .(ZO]  
{ /B1< N}  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); 4eaC18?  
} VIi|:k  
Xx?Jt  
public void Play(string audioType) C(,s_Ks  
{   8zVXQ!'  
  switch (audioType.ToLower()) u3k+Xg:  
  { $AsM 9D<BE  
    case ("mp3"): #v(+3Hp  
    PlayMp3(); ' {:(4>&  
    break; I}k!i+Yl  
    case ("wav"):  6f1;4Jfp  
    PlayWav(); g_n=vO('X  
    break;       j./bVmd.  
  }   M $e~Rlw  
} *Z/B\nb  
} 9m6w.:S  
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 #Wc)wL-Tg  
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 3`e1:`Hu  
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! Ip2JzE  
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 {L4^IKI  
二、面向对象设计思想 i:[B#|%  
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! KqtI^qC8  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: C)ChF`Ru':  
public class MP3 1m ![;Pg3  
{ Hss{Sb(  
public void Play() np>*O}r*  
{ 9f"6Jw@F  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); nK96A.B%p  
} xMuy[)b  
} }'X}!_9w>  
-#Wc@\;  
public class WAV m=}kGzIY4  
{ z$YOV"N  
public void Play() igo7F@_,  
{ &<>A  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); !*\^-uvaK  
} _*`AGda  
} m[8#h(s*t  
TLV)mCZ  
Public class MediaPlayer |owhF  
{ }5S2v+zE  
  switch (audioType.ToLower()) ER|5_  
  { ?=T&|pp  
    case ("mp3"): )1i)I?m  
        MP3 m = new MP3(); IM@Qe|5  
    m.Play(); k1cBMDSokO  
    break; DV.MvFV  
    case ("wav"): 8t7hN?,t  
    WAV w = new WAV(); yT,UM^'  
w.Play(); $zbg  
    break;       U$J]^-AS  
  } MR~BWH?@1  
}   0GG;o[<  
  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。 zzx4;C",u  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) 9wwvh'T&NK  
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。 ~KNxAxyVi  
public class AudioMedia R.fRQ>rI  
{ %8-S>'g'  
public void Play() jQdfFR  
{ bEE:6)]G  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); fU8;CZnx  
} TRiB|b]8Q#  
} 5eU/ [F9  
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)。 N; hq  
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: - Z|1@s&  
public abstract class AudioMedia 61KJ( rSX3  
{ :G`_IB\  
public abstract void Play(); 1,mf]7k$  
} Jw^+t)t  
X >**M  
public class MP3:AudioMedia *83+!DV|  
{ 1ERz:\  
public override void Play() WGO=@jkf  
{ AsLAm#zq  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 9X(bByEO  
} qd.b&i  
}  O{4m-;  
}6KL   
public class WAV:AudioMedia Fivv#4YO  
{ Vr^wesT\Hx  
public override void Play() 5M(?_qj  
{ SAoqq  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); (I+-wki"e  
} J^W.TM&q$,  
} ,aN/``j=  
 <O*q;&9  
public class MediaPlayer I?PKc'b  
{   J+;.t&5R  
  //根据需要完成任务的单向分派 +]__zm/^  
public void Play(AudioMedia media) "au"\}   
{   OUs2)H61  
  media.Play(); o#T,vu0s  
} *=I#VN*_<.  
} V^0*S=N  
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 vxwctJ&  
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 D( _a Xy  
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: ^fx9R 5E$:  
public abstract class VideoMedia Y,8M[UIK  
{ *s!8BwiE  
public abstract void Play(); Q~]R#S  
} 5~sJ$5<,  
eg}|%GG  
public class RM:VideoMedia c_" .+Fa  
{ +(<CE#bb[  
public override void Play() |e9}G,1  
{ mxWaX b  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); D8h~?phK  
} n,0}K+}  
} @^P=jXi<  
# v v k7  
public class MPEG:VideoMedia 4];NX  
{ q<7Nz] Td  
public override void Play() vI+PL(T@  
{ d8x$NW-s  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); O}D]G%,m  
} O aZ~  
} nmgW>U0jZh  
yEz2F3[ S  
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。 $GYy[-.`  
  不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: ]{y ';MZ  
# - kyZ  
public interface IMedia ;hKn$' '  
{  ,{.&xJ$  
void Play(); R{*p \;  
} 8Mp  
xR%CS`0R  
public abstract class AudioMedia:IMedia u]oS91  
{ *D\nsJ*g  
public abstract void Play(); Ak1f*HGl|  
} 4BCZ~_  
M"P$hb'F  
public abstract class VideoMedia:IMedia M r@M~ -  
{ u{\`*dNx  
public abstract void Play(); zKI(yC  
} xxedezNko  
PPmZ[N9(;  
这样再更改MediaPlayer类的代码: V6Q[Y>84~a  
public class MediaPlayer .Wb),  
{   mWigy` V^~  
public void Play(IMedia media) 3nG(z>  
{   tnTr &o#  
  media.Play(); gzuM>lf*{  
} ]P 2M  
} $YW z~^f  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 PAqziq.  
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。 578Dl(I#)  
  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。 ZL@7Mr!e  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 2sf/^XC1  
{ $<T)_g  
IMedia media = null; ^&.F!  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) C~:aol i;  
{ 6g<JPc  
  case ("mp3"): lM?P8#3  
    media = new MP3(); ey y&JjVs  
    break; B-Fu/n  
        //其它类型略; mWO=(}Fb\  
  case ("rm"): -BB5bsjA  
    media = new RM(); t6j(9[gGq  
    break;   D?9 =q  
  //其它类型略; Oa*/jZjr  
} bu\,2t}B  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); :vc[ iZ  
player.Play(media); VP|9Cm=Fg  
} kigc+R  
)%)?M *  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 ;)UZT^f`)K  
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。 eZf-i1lJ  
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。 G&:YgwG  
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。 3~M8.{ U#V  
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: 2\m+  
public interface IMediaFactory B<6*Ktc  
{ UD"e:O_  
IMedia CreateMedia(); ~Ge-7^Fo7  
} $(C71M|CT  
BYwG\2?~  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: w Gw}a[a  
public class MP3Factory:IMediaFactory %#"uK:(N  
{ eK`n5Z&Y\  
public IMedia CreateMedia() y8 `H*s@  
{ AvhmN5O =  
  return new MP3(); {Uu7@1@n  
} zYF'XB]4  
} |9 }G  
//其它工厂略; %!x\|@C  
6\'v_A O  
public class RMFactory:IMediaFactory K2)),_,@5+  
{ pH)V:BmJ  
public IMedia CreateMedia() KXYq|w  
{ QNn$`Qz.  
  return new RM(); +-HaYB|p  
} UB?a-jGZ K  
} "jb?P$  
//其它工厂略; FWPkvL  
oDA1#-  
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。 t5[{ihv~:  
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: YdIV_&-W  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) ~9 K4]5K-  
{ qH"e: wgL  
IMediaFactory factory = null; 5 LXK#+Z  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 3 u-j`7  
{ o^_z+JFwb  
  //音频媒体  03_tt7  
  case ("mp3"): [+>$'Du  
    factory = new MP3Factory(); BDc*N]m}B1  
    break; ~M,nCG^4  
  //视频媒体 c~z{/L  
case ("rm"): %p@A8'b  
    factory = new RMFactory();  8tLkJOu  
    break;   Gz$DsaG  
  //其他类型略; wGAN"K:e  
} eDIjcZ  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); d\xh>o  
player.Play(factory.CreateMedia()); L}x"U9'C  
} LWf+H 4iZ}  
"'dt"x)  
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。 :^! wQ""  
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: L@0DT&5  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) a+,)rY9  
{ KZ;U6TBiB  
IMediaFactory factory = null; D",ZrwyJ  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) o^7}H{AE  
{     z2S53^C*  
  case ("mp3"): )vhHlZ *+  
    factory = new MP3Factory(); *#dXW\8qu  
    break; ogDyrY}]  
    //其他类型略; NCl$vc;,  
  case ("rm"): ]%F3 xzOk  
    factory = new RMFactory(); }JAg<qy}  
    break;   !j( v-pQf"  
  //其他类型略; ]p@7[8}  
} 6e/2X<O  
IMedia media = factory.CreateMedia(); vQYd!DSh  
media.Play(); 9:4P7  
} w,9$*=k  
x-(?^g  
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。 yz,ak+wp  
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。 Z'PL?;&+R  
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。 s%;18V:pi  
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: $Ob]JAf}  
.KTDQA\  
<appSettings> *+lnAxRa?  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> NNb17=q_v  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> XOVZ'V  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> ,Ix7Yg[  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> +#,t  
</appSettings> ,5H$Tm,6\S  
_N0x&9S$  
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: E^T/Qu  
private void InitMediaType() ;m{[9i` 2  
{ )6^b\`  
cbbMediaType.Items.Clear(); 1K4LEg a`  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) (a@cK,  
{ @N1ta-D#  
    cbbMediaType.Item.Add(key); \d]&}`'4{f  
} 24>{T5E  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; !\RR UH*  
} Cf2rRH  
mWta B>f  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: N{L]H _=  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) %[&cy'  
{ V]`V3cy1+3  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); _Ev"/ %  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); J+w"{ O  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集;  Js'COO  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, /Y|9!{.  
factoryDllName).Unwrap(); ir3iW*5k  
IMedia media = factory.CreateMedia(); %t:1)]2  
media.Play(); |#f P8OK  
} DZ(e^vq  
!A&Vg #  
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。 HC+(FymV  
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: LHR%dt|M  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 *M6M'>Tin  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五