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
  • 4213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) hZ|*=/3k  
wy6>^_z  
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。 L4`bGZl55  
一、传统过程化设计思想 pOP`n3m0  
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: UMR0S5`}  
public class MediaPlayer >m='#x0>Y  
{   |_L\^T|6  
private void PlayMp3() !xmvCH=2  
{ WccTR aq  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 3a PCi>i!_  
} edld(/wu~  
)\!_`ob  
private void PlayWav() H_)\:gTG  
{ KrE:ilm#^Y  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); 'qcLK>E  
} xCwd*lsM  
P#-9{T   
public void Play(string audioType) y<mmv~=  
{   $;NxO0$  
  switch (audioType.ToLower()) -q1vB8gjj  
  { 5W"&$6vj  
    case ("mp3"): BwtjTwd  
    PlayMp3(); ucP}( $  
    break; &LM@_P"T  
    case ("wav"): r&sm&4)p-5  
    PlayWav(); ^@?-YWt   
    break;       sv`+?hjG  
  }   Eukj2 a  
} ;u`zZb=,[  
} %^){Z,}M}  
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。 *,q W9z  
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。 `Wq4k>J}*  
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! pN# \  
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。 zf-)c1$*r  
二、面向对象设计思想 l>K z5re^  
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! fw aq  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: !f5I.r~  
public class MP3 d`]| i:*q  
{ j3{8]D  
public void Play() cU <T;1VQ  
{ 0'u2xe  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 2q V.`d  
} 0>hV?A  
} k( l  
Zp'c>ty=  
public class WAV 4oW6&1  
{ mFCDwh]  
public void Play() P5 GM s  
{ v+XB$j^H  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); H]e%8w))0  
} sevaNs  
} p)l>bC?3  
[/_M!&zz2  
Public class MediaPlayer HPl'u'.Hg  
{ !V|i\O|Q2  
  switch (audioType.ToLower()) LASR*  
  { g/H:`J  
    case ("mp3"): pw;  
        MP3 m = new MP3(); lm'L-ZPN  
    m.Play(); ,<iJ#$: Sx  
    break; E?%SOU<  
    case ("wav"): |eS5~0<`  
    WAV w = new WAV(); x3ds{Z$,>(  
w.Play(); GFM $1}  
    break;       >q+o MrU  
  } &k'J5YHm8H  
}   >y&Db  
  现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 ^Mw>'*5^  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) }.md$N_F  
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。 kmHIU}Z  
public class AudioMedia Ay?;0w0  
{ -h=K]Y{`  
public void Play() T)%34gN  
{ 9 Yv;Dom  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); tbz?th\#  
} Y:|_M3&'o  
} {2u#Q 7]|  
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)。 ZJUTtiD  
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: 5Fh?YS=  
public abstract class AudioMedia O'tVZ!C#J  
{ r\6 "mU  
public abstract void Play(); }bj dK  
} k-5Enbkr  
tK9_]663  
public class MP3:AudioMedia >T'=4n['  
{ 7.hgne'<  
public override void Play() #"tHT<8u  
{ JNY;;9o  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); lPcp 17U  
} [x}]sT`#a  
} 34Q;& z\e  
c\2+f7o@  
public class WAV:AudioMedia `[T|Ck5  
{ N}ur0 'J0  
public override void Play() ! Jh/M^  
{ k-;%/:Om  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); "`pI! nj  
} 5nq0#0O c  
} #vk-zx*v7=  
CV/ei,=9  
public class MediaPlayer u\~dsD2)q  
{   om$x;L6  
  //根据需要完成任务的单向分派 T KpX]H`  
public void Play(AudioMedia media) 88fH !6b  
{   Az +}[t  
  media.Play(); INca  
} ;6op|O  
} 7^Y"K  
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)。 T &.ZeB1  
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。 \^<eJf D  
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: eow6{CD8  
public abstract class VideoMedia QR'yZ45n4  
{ !<!5;f8  
public abstract void Play(); < C54cO  
} 5<o8prt B  
$JKR,   
public class RM:VideoMedia /jJi`'{U  
{ C'bW3la  
public override void Play() CA2 ,  
{ wwnl_9a  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); [kf$8 2  
} F@e9Dz|  
} ~T;FOB%w  
sSVgDQ~q  
public class MPEG:VideoMedia yya"*]*S  
{ <uGc=Du  
public override void Play() asT*Z"/Q!  
{ fIOI  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); -phwzR\(t  
} J!?hajw7N  
} x1['+!01  
 $$E!u}  
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。 l7G&[\~  
  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: \B _g=K  
c(@V t&gE  
public interface IMedia fVCpG~&t  
{ Ktrqrl^IJ  
void Play(); [a~|{~?8  
} ve|:z  
${"+bWG2G!  
public abstract class AudioMedia:IMedia Y.M^tH:  
{ zyNg?_SM  
public abstract void Play(); N*.JQvbnr  
} zZ3Ko3L%g_  
V+7x_>!&)  
public abstract class VideoMedia:IMedia GC(:}e|  
{ eil"1$k  
public abstract void Play(); &Q7vY  
} Y\!* c=@k  
k@1\ULo  
这样再更改MediaPlayer类的代码: zcCX;N  
public class MediaPlayer H f}->  
{   KCR6@{@  
public void Play(IMedia media) Obd@#uab  
{   s{v!jZ  
  media.Play(); AH$D./a  
} [d="94Ab  
} FX QUj&9  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 _~f&wkc  
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。  uY]nqb  
  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。 hr9[$4'H  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) ` <+MR6M  
{ 8c-r;DE  
IMedia media = null; 'UGkL;  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) .Y}~2n  
{ ml=tS,  
  case ("mp3"): AS[yNCsjC  
    media = new MP3(); gzS6{570  
    break; OQt_nb#z`{  
        //其它类型略; '0z-duu  
  case ("rm"): {j%'EJ5  
    media = new RM();  Dh=?Hzw  
    break;   m44Ab6gpsb  
  //其它类型略; Bi7QYi/  
} P@ Oq'y[  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); i v7^ !  
player.Play(media); I5[HD_g:  
} >BU"C+a8g  
x9UF  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 H$2<N@'4z  
随着需求的增加,程序将会越来越复杂。此时就应调整设计思想,充分考虑到代码的重构和设计模式的应用。最后当设计渐趋完美后,你会发现,即使需求不断增加,你也可以神清气爽,不用为代码设计而烦恼了。 }Gmwm|`*  
为了实现软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。我们不访用设计模式、条件外置及反射来实现。 eH.~c3o  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 .(T*mk*>  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: NRU&GCVwu  
public interface IMediaFactory ]"Y? ZS;H  
{ ,,_$r7H`  
IMedia CreateMedia(); V^9c:!aI  
} JHN{vB  
B}n tD  
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:  u>R2:i  
public class MP3Factory:IMediaFactory 9F[k;Uw  
{ : b9X?%L~  
public IMedia CreateMedia() x<_uwL2a  
{ O}Y& @V%4k  
  return new MP3(); aj>6q=R  
} MM_c{gFF  
} HV_5 +  
//其它工厂略; (^x ,  
565UxG }  
public class RMFactory:IMediaFactory 0$8iWL  
{ $9LI v  
public IMedia CreateMedia() q]}fW)r  
{ (-'Jf#&X^  
  return new RM(); %kB84dE  
} ozF173iI  
} ;8!L*uMI  
//其它工厂略; $CT 2E  
b/>L}/^PM  
写到这里,也许有人会问,为什么不直接给AudioMedia和VideoMedia类搭建工厂呢?很简单,因为在AudioMedia和VideoMedia中,分别还有不同的类型派生,如果为它们搭建工厂,则在CreateMedia()方法中,仍然要使用条件判断语句,代码缺乏灵活性,不利扩展。 ?]1_ 2\M  
还有一个问题,就是真的有必要实现AudioMedia和VideoMedia两个抽象类吗?让其子类直接实现接口不是更简单?对于本文提到的需求,是能实现的。但不排除AudioMedia和VideoMedia它们还会存在其他区别,如音频文件还需给声卡提供接口,而视频文件还需给显卡提供接口。如果让MP3、WAV、RM、MPEG直接实现IMedia接口,而不通过AudioMedia和VideoMedia,在满足其它需求的设计上也是不合理的。现在客户端程序代码发生了稍许的改变: /XfE6SBz  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) puE!7 :X7  
{ UBj"m<  
IMediaFactory factory = null; gaBVD*>  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) VV'K$v3'N8  
{ tv,Z>&OM  
  //音频媒体 $F^p5EXkc6  
  case ("mp3"): WoYXXYP/E  
    factory = new MP3Factory(); S.^/Cl;aj  
    break; 9^D5Sl$g  
  //视频媒体 &\w:jI44Bs  
case ("rm"): ~Vh< mt  
    factory = new RMFactory(); \%=GM J^[p  
    break;   +;@p'af!9  
  //其他类型略; P LHiQ:  
} 86_`Z$ s  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); nqnVFkGd9  
player.Play(factory.CreateMedia()); hXF#KVqx  
} ;s$bVGHr  
r]6X  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 [pAW':  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: LBCat=d<  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) oZ CvEVUk  
{ p|q}z/  
IMediaFactory factory = null; J.t tJOP  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 0vi)m y;!  
{     KMU2Po qD  
  case ("mp3"): liU/O:Ap  
    factory = new MP3Factory(); PF6w'T 5  
    break; Y\Grf$e  
    //其他类型略; jE.yT(+lW  
  case ("rm"): EKr#i}(x<  
    factory = new RMFactory(); *'BA# /@  
    break;   rzk]{W  
  //其他类型略; @0v%5@  
} e [}m@a  
IMedia media = factory.CreateMedia(); &IZthJqV  
media.Play(); ko Tb{UL  
}  ~[wh  
JGZxNUr^  
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。 +DpiX&^h   
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。 6`V2-zv$  
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。 `8D)j>Yh~  
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: 2{`[<w  
KeIk9T13O  
<appSettings> cW|M4`  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> cD!y d^QE  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> ]TTQ;F  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> ?J1x'/G  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> _7^4sR8=  
</appSettings> jf|5}5kSlf  
r/G6O  
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: qR X:e o  
private void InitMediaType() GELx S!  
{ F:vHbs `y  
cbbMediaType.Items.Clear(); {&qB!axj  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) VQMPs{tm  
{ dM^1O-K:  
    cbbMediaType.Item.Add(key); }}cS-p  
} 1vmK  d  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; HHZGu8tzt  
} $%%K9Y  
-weCdTY`X  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: ;DG&HO   
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) Z(gW(O9h.V  
{ %K$f2):  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); X (0`"rjg  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); {,Py%.vvR  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; +OTNn@!9  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, BY&+fK ae  
factoryDllName).Unwrap(); w4"4(SR.  
IMedia media = factory.CreateMedia(); <-3_tu>l  
media.Play(); 5|pPzEA>  
} J8>8@m6  
:RqTbE4B  
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。 3u tJlD  
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: 2b`3"S  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 b5Sgf'B^  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八