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
  • 6893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) 7\ff=L-b  
|iM*}Ix-  
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。 E08AZOY&g  
一、传统过程化设计思想 B4R,[WE"  
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: j~DoMP5Ls  
public class MediaPlayer pq5)Ug  
{   e;3$7$n Pv  
private void PlayMp3() !xo@i XL  
{ \)BKuIP  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); @=wAk5[IN  
} {>FA ~}cX.  
&P3B  
private void PlayWav() 0'97af  
{ =< CH(4!  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); d; #9xD'  
} .M>u:,v  
RAE|eTnna  
public void Play(string audioType) Q X@&~  
{   ciC4V^f  
  switch (audioType.ToLower()) qC\$>QU}  
  { lYw A5|+  
    case ("mp3"): <Mc:Cg8>  
    PlayMp3(); *7*g! km  
    break; ^DZiz[X+|  
    case ("wav"): g8kw|BgnL  
    PlayWav(); /LSiDys  
    break;       >4EcV1y  
  }   wuYo@DDU#  
} z5'VsK:  
}  7/7A  
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。 5 (H; x74  
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。 0[3b,  
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! 1}jE?{V*  
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。 XVv7W5/q]  
二、面向对象设计思想 s?Q`#qD  
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! ]}v`#-Px(  
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: rW\~sTH  
public class MP3 #-lk=>  
{ [/#n+sz.A  
public void Play() %7|qnh6  
{ CKBi-q FH  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file.");  Mx r#  
} {iQ<`,)Y  
} LnJ7i"Q  
coLn};W2  
public class WAV 0>e>G(4(8  
{ 8=nm`7(]  
public void Play() }p- %~ Y  
{ JAiV7v4&R  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); :m$%D]WY  
} ^d=Z/d[  
} qw, >~  
_^'k_ a  
Public class MediaPlayer -x_iqrB  
{ >8AtT=}w  
  switch (audioType.ToLower()) 8dZH&G@;  
  { ' xi..  
    case ("mp3"): '6WDs]\  
        MP3 m = new MP3(); Ck^=H  
    m.Play(); hXr vb[6  
    break; pP/o2  
    case ("wav"): #ASu SQ  
    WAV w = new WAV(); lmc-ofEv  
w.Play(); 8v6rS-iHP  
    break;       ',&MYm\  
  } ^#t<ILUa  
}   .A `:o  
  现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 blPC"3}3Vd  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) Ol-'2l  
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 h">X!I  
public class AudioMedia fzio8m KVX  
{ uBMNkN8  
public void Play() cXCczqabv  
{ G? _,(  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 3}gK`1Nq1  
} AN1bfF:C  
} z`2d(KE?  
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 ``z="oD  
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: 0,3 ':Df  
public abstract class AudioMedia dk]ro~ [  
{ 7> ]C2!  
public abstract void Play(); ~ dk1fh  
} (Z5#;rgem  
UD(#u3z  
public class MP3:AudioMedia  Uh8ieb  
{ Q$zlxn 7\  
public override void Play() $Yxy(7d7w  
{ d!X?R}  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 5(|ud)v  
} HWU{521  
} bbM !<&F  
.R"L$V$RU.  
public class WAV:AudioMedia X5yhS  
{ `&6]P:_qp  
public override void Play() puyL(ohem  
{ ^KF'/9S  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); S\rfR N  
} v;8XRR:  
} lpM{@JC  
x}[` -  
public class MediaPlayer 6qDD_:F  
{   NNdS:(  
  //根据需要完成任务的单向分派 )gLasR.1  
public void Play(AudioMedia media) Yt'o#"R)  
{   od fu7P_  
  media.Play(); NEH$&%OV?  
} y$"L`*W  
} .0ZvCv:>  
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 =>J#_Pprn  
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 [P,nW/H  
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: ]mh+4k?b  
public abstract class VideoMedia ]>,|v,i =  
{ ]z%9Q8q'  
public abstract void Play(); 9|m  L  
} X[ (J!"+  
R}Y=!qjYE=  
public class RM:VideoMedia %G&v@R  
{ jdp:G  
public override void Play() y_&XF>k91  
{ X9j+$X \j  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); qQ'@yTVN  
} $gTPW,~s[  
} rY= #^S  
|{K:.x#^  
public class MPEG:VideoMedia AVWrD[ wD2  
{ IA4(^-9  
public override void Play() *2MTx   
{ Z#O3s:`  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); hH/ O2  
} g1|c?#fwo  
} R2s>;V.:  
t_dg$KB  
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。 9="sx 8?  
  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: 6KG63`aQ  
WGx>{'LJ  
public interface IMedia y|se^dn  
{ Hdx|k=-Q^  
void Play(); (ce NVo&  
} zJ`(LnV  
xW4+)F5P(  
public abstract class AudioMedia:IMedia A'8K^,<  
{ mg(56)  
public abstract void Play(); k]iS3+nD  
} cF vx* n  
#VE$C3<  
public abstract class VideoMedia:IMedia {  9$Q|XK  
{ bg}77Y'^  
public abstract void Play(); *% *^a\2  
} -c@ 5qe>  
PgAfR:Y!  
这样再更改MediaPlayer类的代码: Ke'2"VkQt  
public class MediaPlayer B vc=gW  
{   %5gJ6>@6Z  
public void Play(IMedia media) -pu\p-Z  
{   CK</2w+  
  media.Play(); 2A|6o*s"  
} uyj*v]AE'  
} }0RFo96) v  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 rg}kxvu  
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。 a6E"  
  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。 qS|VUy4  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) gj^]}6-P  
{ \[EWxu  
IMedia media = null; {Xd5e@:Js  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 5.#9}]  
{ >}*jsqaVU  
  case ("mp3"): l)s+"C#  
    media = new MP3(); nj`q V  
    break; F4%[R)  
        //其它类型略; s= fKAxH  
  case ("rm"): @&##c6\$  
    media = new RM(); m!g8@YI  
    break;   pNFIO t:(  
  //其它类型略; jt--w"|-r  
} -RQQ|:O$  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); pH%c7X/[3L  
player.Play(media); MA# !<b('  
} j//wh1  
)d u{ZWr  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 p9WskYpm  
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。 m4>o E|\  
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。 h_yR$H&tX  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 S(h*\we  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: eE%yo3  
public interface IMediaFactory _|:bac8pL  
{ H> iZVE  
IMedia CreateMedia(); nV*sdSt  
} iQ C&d_#  
ss8v4@C  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: #!,`EU  
public class MP3Factory:IMediaFactory 86F+N_>Z  
{ 12xP)*:$  
public IMedia CreateMedia() >8O=^7  
{ kw ^ Sbxm  
  return new MP3(); em!R9J.  
} _Pi:TxY   
} G5J ZB7C  
//其它工厂略; %esZ}U   
}zxh:"#K  
public class RMFactory:IMediaFactory 5)NBM7h  
{ wLe&y4  
public IMedia CreateMedia() L6=RD<~C  
{ D D;+& fe  
  return new RM(); 7h/Q;P5  
} u!k<sd_8B  
} E*CQG;^=N  
//其它工厂略; !BuJC$  
q.[[ c  
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。 $!!=fFX*y  
还有一个问题,就是真的有必要实现AudioMedia和VideoMedia两个抽象类吗?让其子类直接实现接口不是更简单?对于本文提到的需求,是能实现的。但不排除AudioMedia和VideoMedia它们还会存在其他区别,如音频文件还需给声卡提供接口,而视频文件还需给显卡提供接口。如果让MP3、WAV、RM、MPEG直接实现IMedia接口,而不通过AudioMedia和VideoMedia,在满足其它需求的设计上也是不合理的。现在客户端程序代码发生了稍许的改变: [<a%\:c m4  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) !>Y\&zA  
{ 59BHGvaF  
IMediaFactory factory = null; c$:=d4t5$  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) <?Izfl6  
{ ~<[5uZIo  
  //音频媒体 6Ok=q:;  
  case ("mp3"): |P0L,R  
    factory = new MP3Factory(); Y6? mY!  
    break; SSbK[aR  
  //视频媒体 T4Gw\Z%  
case ("rm"): xWe1F2nY  
    factory = new RMFactory(); vP)~j1  
    break;   Rn_W|"  
  //其他类型略; p<fgUVR  
} 7"NJraQ6  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); )K%O/H  
player.Play(factory.CreateMedia()); Fd,+(i D  
} q.sQ Z]ty9  
=&:f+!1$  
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。 B%:9P  
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: IBNQmVRrI  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) TIWLp  
{ %<#3_}"T|  
IMediaFactory factory = null; ^*ez j1  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) UMi`u6#  
{     gIM'bA<~  
  case ("mp3"): 9.OwH(Ax7  
    factory = new MP3Factory(); 15T[J%7f  
    break; 9AddF*B  
    //其他类型略; J}_Dpb[L  
  case ("rm"): R{KIkv  
    factory = new RMFactory(); )^>XZ*eK  
    break;   t:s q*d  
  //其他类型略; O0(Q0Ko  
} F@'rP++4  
IMedia media = factory.CreateMedia();  {%~4RZA  
media.Play(); v;}`?@G  
} [xp,&  
!5SQN5K  
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。 mS~ ]I$  
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。 UK_aqB  
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。 DcR}pQ(e  
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: D62 NU  
<6O _t,K]  
<appSettings> 3?Eoj95w!  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> $gl<{{  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> $#ju?B~  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> QUZQY`' @  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> N|O]z  
</appSettings> +\8krA  
n$|c{2]=  
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: zvb} p  
private void InitMediaType() 9C)3 b3  
{ !+DJhw&c,  
cbbMediaType.Items.Clear(); i|]Va44  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) =Pb5b6Y@6  
{ (p.3'j(  
    cbbMediaType.Item.Add(key); -0VA!3l  
} Li-(p"  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; oBNX8%5w  
} T'b/]&0Tio  
11y .z^  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: =6:L+ V  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) T<e7(=  
{ d:<H?~  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); MjXE|3&  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); hN_f h J  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; hKZ`DB4  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, ^*x Hy`  
factoryDllName).Unwrap(); =e!l=d|/  
IMedia media = factory.CreateMedia(); %w8GGm8^/  
media.Play(); _:Jp*z  
} 71.\`'  
z(` }:t  
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。 bA<AG*  
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: \aVY>1`  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 z'oiyXEE3  
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 或 注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五