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
  • 3704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) OF<:BaRs/  
Q(<A Yu  
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。 |I1,9ex  
一、传统过程化设计思想 dE8f?L'  
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: |[n\'Xy;{  
public class MediaPlayer k+{~#@  
{   fwt+$`n  
private void PlayMp3() w aniCE o  
{ 5*2hTM!  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ^ q ba<#e  
} e*'bY;8lo  
FMCA~N  
private void PlayWav() ?M4ig_  
{ {P?Ge  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); @XG1d)sE  
} *1v3x:pQ'  
1.p ?1"4\u  
public void Play(string audioType) MX~h>v3_R4  
{   H$ nzyooh  
  switch (audioType.ToLower()) pRjEuOc  
  { ]uhG&: }  
    case ("mp3"): W= NX$=il  
    PlayMp3(); G0: <#?<5  
    break; S".|j$  
    case ("wav"): ^) s6`:  
    PlayWav(); ww %c+O/  
    break;       uD{-a$6z  
  }   /|U;_F Pmc  
} )Mq4p'*A[  
} *8qRdI9  
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。 "8a V~]~Dj  
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。 T#rUbi>""  
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! R|Bi%q|4P  
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。 ){/n7*#Th%  
二、面向对象设计思想 ]gHrqi%  
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! '`}D+IQ(j  
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: wIRU!lIF9  
public class MP3 $R ze[3  
{ % }b  
public void Play() 9ox5,7ZQ  
{ |o eg'T  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); )LG!"~qiz  
} 7h/Mkim$5  
} oSYJXs  
uUaDesz~=  
public class WAV pPsTgGai  
{ xPF.c,6b4=  
public void Play() Xl$r720ZJr  
{ *@lVesC2  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); FFwu$S6e  
} ;YokPiBy  
} }}Q h_(  
@pvQci  
Public class MediaPlayer f 4K)Z e  
{ BThrv$D}  
  switch (audioType.ToLower()) #( 4)ps.  
  { toG- Dz&  
    case ("mp3"): \o,et9zDJ3  
        MP3 m = new MP3(); 'u PI~l`g  
    m.Play(); fCb&$oRr!  
    break; 4nd)*0{ f  
    case ("wav"): h{]0 H'g  
    WAV w = new WAV(); MkZoHzg}c  
w.Play(); 5#_GuL%  
    break;       V?MaI .gj  
  } ]*DIn1C^  
}   Ey&A\  
  现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 0a?[@ -Sz  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) AA|G &&1y  
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 K#v@bu:'  
public class AudioMedia >r:z`^p  
{ k fOd|-  
public void Play() !9C]Fs*`?  
{ 5?#AS#TD'  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); !9zs>T&9a\  
} M1DV9~S  
} 0rDQJCm  
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 1- GtZ2  
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: ]nS9taEA   
public abstract class AudioMedia =6'D/| 3  
{ w(%$~]h  
public abstract void Play(); (=53WbOh/t  
} d m83YCdL  
>tkU+$;-  
public class MP3:AudioMedia S`spUq1o  
{ :$^sI"hO  
public override void Play() rj eKG-Z@  
{ tdi}P/x  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); \$8p8MP<&D  
} =5p?4/4 J  
} qy!pD R;  
w\a9A#v,  
public class WAV:AudioMedia Ga"<qmLMc  
{ =-uk7uZM  
public override void Play() b\"2O4K,)  
{ ?P2 d 9b  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); 1z8AK"8  
} HX:^:pF}  
} mhnK{M @56  
BjUz"69  
public class MediaPlayer g5~1uU$O  
{   TSd;L u%hr  
  //根据需要完成任务的单向分派 t7 $2/C  
public void Play(AudioMedia media) 9TE-'R@  
{   7[7Sm^Tw  
  media.Play(); }15ooe%  
} 0>?78QL9<  
} 9y"\]G77E  
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)。 /aMeKM[L`  
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。 $66DyK?  
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: JMYM}G  
public abstract class VideoMedia A!5)$>!o  
{ kKSn^q L*  
public abstract void Play(); `ZAGseDd~  
} @7B!(Q  
`Df)wNN1  
public class RM:VideoMedia I'RhA\`  
{ 9L xa?Y1  
public override void Play() ~C],?X(zk  
{ ]2B=@V t,  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); U_c9T>=  
} J\kv}v  
} w6l8RNRe  
fNaS?tV)  
public class MPEG:VideoMedia owc#RW9 7  
{ zpd Z.  
public override void Play() du4Q^-repC  
{ 'Sjcm@ILm  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); Cy##+u,C  
} pVm'XP  
} t@EHhiBz  
s4c2  
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。 Doy7prKI8  
  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: 6<<ihm+  
qS|t7*  
public interface IMedia sjV>&eb  
{ J$D#)w!$j  
void Play(); LHz-/0 [  
} GoNX\^A  
QGnBNsAh  
public abstract class AudioMedia:IMedia !'^gqaF+  
{ }-R|f_2Hp  
public abstract void Play(); H-o>| C  
} 1Lb+ &  
aJ1<X8  
public abstract class VideoMedia:IMedia N&t+*kF_  
{ dRXF5Ox5K}  
public abstract void Play(); 3Vl?;~ :5  
} SXA_P{j&a  
e" f/  
这样再更改MediaPlayer类的代码: a$SGFA}V  
public class MediaPlayer KfsURTZ  
{   G-]ndrTn  
public void Play(IMedia media) Em8C +EM  
{   iIoeG_^*Y  
  media.Play(); 'e;]\< 0z  
} &i,xod6$  
} W])<0R52  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 {WJ+6!v  
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。 @e_ bG@  
  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。 Mg0[PbS  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) E1'HdOh&z  
{ y pv~F  
IMedia media = null; |P si?'4  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) ~4\J }Kn  
{  ((}T^  
  case ("mp3"): !A )2<<4  
    media = new MP3();  3%G>TB  
    break; ?[}r& f  
        //其它类型略; <T[ wZ[l  
  case ("rm"): 1>1&NQ#}  
    media = new RM(); 25RFi24>D  
    break;   B`x rdtW  
  //其它类型略; ^-9g_5  
} ruG5~dm>  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); gUs.D_*  
player.Play(media); ~5[#c27E9  
} -lL(:drn  
bZ0mK$B  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 ]kQ*t{\  
随着需求的增加,程序将会越来越复杂。此时就应调整设计思想,充分考虑到代码的重构和设计模式的应用。最后当设计渐趋完美后,你会发现,即使需求不断增加,你也可以神清气爽,不用为代码设计而烦恼了。 VFj}{Y  
为了实现软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。我们不访用设计模式、条件外置及反射来实现。 >TT4;ph  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 ab5 a>w6}  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: dBKL_'@@}  
public interface IMediaFactory Lj"@JF;c  
{ Wm{Lg0Nr  
IMedia CreateMedia(); "NY[&S  
} LE!xj 0  
)a ov]Ns  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: iYi3x_A`  
public class MP3Factory:IMediaFactory #d,+87]\=  
{ b!C\J  
public IMedia CreateMedia() 1&JPyW  
{ Y[l*>}:w  
  return new MP3(); tONX<rA|]  
} x{ _:B DY  
} {k4)f ad\  
//其它工厂略; {Jf["Z  
+ML4.$lc^  
public class RMFactory:IMediaFactory \wR $_X&  
{ ZS*PY,  
public IMedia CreateMedia()  X}@^$'W  
{ SJg4P4|  
  return new RM(); z>rl7&[@  
} YIjY?  
} >/@wht4- j  
//其它工厂略; ' U]\]Wp  
fhGI  
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。 kjVUG >e>  
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: ws1io.  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) Y.XNA]|  
{ km@V|"ac _  
IMediaFactory factory = null; or~2r8  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 1>I4=mj  
{ 5f;6BP  
  //音频媒体 b.mcP@  
  case ("mp3"): |\/`YRg>  
    factory = new MP3Factory(); *3.K; Ic;  
    break; RLy(Wz3%  
  //视频媒体 0,b.;r  
case ("rm"): +ZFw3KEkz  
    factory = new RMFactory(); _{Q)5ooP  
    break;   -BQoNEh  
  //其他类型略; `fTH"l1zn  
} tB S+?N  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); t6/w({}j  
player.Play(factory.CreateMedia()); {zd0 7!9y  
} H( L.k;B  
X:N`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。 &B1j,$NRc  
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: 6T"4<w[  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) }W2FF  
{ LxdF;JCz:  
IMediaFactory factory = null; W|X=R?*ZK  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) JWZG)I]r  
{     ltQo_k  
  case ("mp3"): S vTd#>ke  
    factory = new MP3Factory(); F9ytU>zh  
    break; m*bTELb  
    //其他类型略; |ry![\  
  case ("rm"): 55Pe&V1=  
    factory = new RMFactory(); t QR qQ  
    break;   ` nd/N#  
  //其他类型略; o >wty3l:  
} VQ}N& H)`  
IMedia media = factory.CreateMedia(); 4d x4hBd  
media.Play(); Nxm^jPM 0  
} ={'3j  
Z "mqH  
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。 u-s*3Lg&  
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。 NL^;C3u  
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。 ~ 3!yd0 [k  
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: h(~@ n d{  
;AH8/M B9  
<appSettings> Y0z)5),[U:  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> v(0IQ  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> _xWX/1DY  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> $?Km3N\?v  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> 4h*c{do  
</appSettings> 14~#k%zO(  
wZUZ"Y}9  
然后,在客户端程序代码中,自定义一个初始化方法如:InitMediaType(),读取配置文件的所有key值,填充cbbMediaType组合框控件中: | )No4fm  
private void InitMediaType() &0b\E73  
{ ,+P2B%2c  
cbbMediaType.Items.Clear(); F ,;B  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) ] /"!J6(e  
{ H\%^n<]#  
    cbbMediaType.Item.Add(key); A!$;pwn0  
} &gLXS1O  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; Lo<WK  
} @ ^q}.u`  
E8/Pi>QW  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: m2a [ E0  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) XQ'$J_hC  
{ ~0@ uR  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); P7 h^!a/  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); )H1\4LeP  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; l5 T0x=y9!  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, eK[9wEdn  
factoryDllName).Unwrap(); og?L 9  
IMedia media = factory.CreateMedia(); g#iRkz%l)&  
media.Play(); h.pVIO`  
} u0Bz]Ux/Q  
6fm oI K{  
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=;  
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: h1~/zM/`  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 eemC;JV%  
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