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
  • 6447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) au5 74tj  
anA>'63  
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。 -zHJ#  
一、传统过程化设计思想 PF@<>NO+W  
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: L1.<LB^4'  
public class MediaPlayer A7-QOqST(  
{   !yH&l6s  
private void PlayMp3() ?D\6CsNp(2  
{ VbK| VON[  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); }MrR svN  
} S'V0c%'QQV  
DI**fywu[3  
private void PlayWav() a`GoNh,  
{ -U"(CGb5  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); -sGfpLy<6  
} R#Id"O  
a)4.[+wnRf  
public void Play(string audioType) bWwc2##7jo  
{   A[;R_  
  switch (audioType.ToLower())  F[115/  
  { ;hmy7M1%  
    case ("mp3"): fT/;TK>z>  
    PlayMp3(); 2M= gpy  
    break; ,/|"0$p2x  
    case ("wav"): Q9X_aB0  
    PlayWav(); WU{G_Fqaz  
    break;       sBq @W4  
  }   qJVW :$1q  
} xc8MOm  
} F^&_O*"  
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 ,S:LhgSP  
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 0NZg[>H  
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! znFa4  
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 MaXgy|yB1  
二、面向对象设计思想 ` *8p T  
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! z`xdRe{QP  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: ed2QGTgR  
public class MP3 ~DhYiOSo  
{ *xM4nUu<~  
public void Play() yu<sd}@  
{ %ztCcgu*  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); XJC|6"n  
} ]k]P (w  
} Cz+>S3v M  
7:R8QS9  
public class WAV 8"LvkN/v^  
{ :u`  
public void Play() :|M0n%-X  
{ YT}m 8Y  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); vEvVT]g[V  
} l^%Ez?-:s  
} &2Q4{i  
tV9nC   
Public class MediaPlayer I/<aY*R4  
{ 55 Y BO$  
  switch (audioType.ToLower()) dMQtW3stY  
  { ((N<2G)  
    case ("mp3"): C\j|+s  
        MP3 m = new MP3(); |jk"; h  
    m.Play(); bf-.SX~  
    break; yK_$6EtNKj  
    case ("wav"): Nqk*3Q"f  
    WAV w = new WAV(); O2us+DhQ  
w.Play(); lSUEE0V%Q  
    break;       ; ob>$ _  
  } *ELbz}Q  
}   vkOCyi?c  
  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。 x}i:nLhL  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) \&`S~cV9  
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.hF`n  
public class AudioMedia t`o-HWfS.  
{ xD,BlDV  
public void Play() 0ym>Hbax)  
{ B4r4PSB>!  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); `-"2(Gp  
} _)yn6M'Dt  
} vXAO#'4tm%  
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)。 6UG7lH!M  
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: 7MZBU~,r  
public abstract class AudioMedia '0[D-jEr  
{ E;*#fD~@  
public abstract void Play(); !=3[Bm G  
} /9,!)/j  
2)Grl;T]s  
public class MP3:AudioMedia uwXquOw  
{ U ]`SM6  
public override void Play() t4/d1qW0  
{ A7 qyv0F  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); (y[+s?;WyB  
} 4`yCvPu  
} 7](,/MeGG  
[ma'11?G  
public class WAV:AudioMedia 7;jwKA;k  
{ Kp'_lKW)]q  
public override void Play() 2%'{f  
{ <La$'lG4J  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); -hiG8%l5  
} n#Q;b Sw  
} O; 7`*}m  
3s<~}&"  
public class MediaPlayer zt/b S/  
{   ?'Y\5n/*$  
  //根据需要完成任务的单向分派 (/Lo44wT  
public void Play(AudioMedia media) 6oMU) DIa  
{   $l@nk@  
  media.Play(); e;GLPB   
} {`2! 3= "  
} T!0o(Pp<  
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)。 rkugV&BhV  
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。 )y4bb^;z  
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: 9E5Ec~l  
public abstract class VideoMedia 3gV 17a  
{ wmAZ {  
public abstract void Play();  $A]2Iw!&  
} 4{=zO(>  
l\xcR]O  
public class RM:VideoMedia D1rXTI$$  
{ dQT A^m  
public override void Play() {}kE=L5  
{ tPBr{  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); 2#1"(m{  
} Ri=:=oF(  
} 2$?bLvk  
ebK/cPa8  
public class MPEG:VideoMedia D[32 t0  
{ |ZZl3l=]  
public override void Play() d7waBsf  
{ &*}`uJt  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); kH/u]+_  
} W/DSj :  
} _;L%? -2c  
]CHO5'%,$  
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。 1BK!<}yI{  
  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: h+=xG|1R[5  
v EppkS U1  
public interface IMedia -< D7  
{ yw2Mr+9I  
void Play(); $c"byQ[3S  
} 9'nM$ a  
kZ7\zbN>  
public abstract class AudioMedia:IMedia $;7,T~{  
{ w=Ai?u  
public abstract void Play(); 4efIw<1_  
} $/*1 9 e~  
HYU-F_|N=  
public abstract class VideoMedia:IMedia uq?((  
{ (mbC! !>  
public abstract void Play(); UdO(9Jc5^  
} 9<0TF+}>  
0<tce  
这样再更改MediaPlayer类的代码: ^{Wx\+*!  
public class MediaPlayer hWc`4xdl  
{   aT|SKb`  
public void Play(IMedia media) ]nPfIBoS  
{   :{sy2g/+  
  media.Play(); c=d` DJ  
} lw+Y_;  
} ASGV3r (  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 {zzc/!|  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 SB~HHx09  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 )(bAi  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) o]T-7Gs4p  
{ ~EIK  
IMedia media = null;  PL"u^G`  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) V /i~IG`h/  
{ T:FaD V{  
  case ("mp3"): 9dS<^E(ZF  
    media = new MP3(); cdd6*+E  
    break; 6sceymq  
        //其它类型略; Rhi`4wo0$  
  case ("rm"): ?e=3G4N  
    media = new RM(); oF'_x,0  
    break;   +"J2k9E  
  //其它类型略; @M( hyS&on  
} a|}v?z\  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); @S?`!=M  
player.Play(media); /Ne;Kdp  
} $ljzw@k  
Nm {|  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 {ovt 6C  
随着需求的增加,程序将会越来越复杂。此时就应调整设计思想,充分考虑到代码的重构和设计模式的应用。最后当设计渐趋完美后,你会发现,即使需求不断增加,你也可以神清气爽,不用为代码设计而烦恼了。 b'AA*v,b  
为了实现软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。我们不访用设计模式、条件外置及反射来实现。 &#/UWv}f 0  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 !O )je>A  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: r? 9D/|`  
public interface IMediaFactory ?,XrZRF  
{ (:Y0^  
IMedia CreateMedia(); \B/!}Tn;  
} zX]4DLl,  
813t=A  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: Rtywi}VV2  
public class MP3Factory:IMediaFactory  N>V\  
{ ,zF^^,lO7  
public IMedia CreateMedia() Cx~,wk;=  
{ A4K8DP  
  return new MP3(); y26?>.!  
} 6(pa2  
} 0*J},#ba$  
//其它工厂略; Pzt 5'O@dA  
\9t/*%:  
public class RMFactory:IMediaFactory C>NLZM T  
{ F)8M9%g5m  
public IMedia CreateMedia() s2=`haYu  
{ {!0f.nv  
  return new RM(); wXR7Ifrv  
} f]sc[_n]  
} q"LE6?hs  
//其它工厂略; :,Zs {\oI3  
kR0/jEz 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。 }[;{@Zn  
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: R1cOUV,y[/  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 62.)fCQ^  
{ S7B\m v  
IMediaFactory factory = null; ntr&? H  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) x@*RF:\}  
{ TI5<' U)  
  //音频媒体 k,,Bf-?  
  case ("mp3"): D[p_uDIz  
    factory = new MP3Factory(); 0{^ 0>H0  
    break; qtR/K=^i  
  //视频媒体 6N\f>c  
case ("rm"): tkIpeL[d  
    factory = new RMFactory(); +b sc3  
    break;   S1I# qb  
  //其他类型略; R$m?aIN  
} 9P1!<6mN\  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); :pJK Z2B,  
player.Play(factory.CreateMedia()); <D`VFSEJ  
} a&z$4!wQB  
dBm!`;r4  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 aN5"[&  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: oUd R,;h9  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) )BeB xo7lv  
{ jR[b7s  
IMediaFactory factory = null; Ir6(EIwx0  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 7lUnqX.  
{     MA,7 |s  
  case ("mp3"): ()MUyW"S#`  
    factory = new MP3Factory(); u>\u}c  
    break; bHRRgR`,  
    //其他类型略; dKpUw9C#/  
  case ("rm"): xLShMv}  
    factory = new RMFactory(); a{ p1Yy-]  
    break;   U[O7}Nsb"  
  //其他类型略; o_C]O"  
}  (z.4er}o  
IMedia media = factory.CreateMedia(); eWGaGRem  
media.Play(); _{2/QP}  
} \o}=ob  
=/m$ayG  
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。 fB= j51Lw  
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。 4^GIQEjx  
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。 ]G}:cCpd+a  
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: " ?=$(7uc  
fR&x5Ika0  
<appSettings> X1XmaO% A  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> (zml704dI)  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> AA XQ+!  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> WRqpQEY  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> N{&Hq4^c  
</appSettings> m)ENj6A>yP  
TcpaZ 'x  
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: G`r/ tesW  
private void InitMediaType() K''2Jfm  
{  yJGnN g  
cbbMediaType.Items.Clear(); duV\Kt/g^  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) 4?33t] "  
{ ^&7gUH*v  
    cbbMediaType.Item.Add(key); [:MFx6  
} 2-dEie/{'  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; ja&S^B^@  
} /5Tp)h|  
|wM<n  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: 6<o2 0(?  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 8}Cp(z2  
{ [_-[S  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); GK&R,q5}  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); R4%}IT^%P  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; ==npFjB  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, "ph[)/u;  
factoryDllName).Unwrap(); SnVb D<  
IMedia media = factory.CreateMedia(); UT%?3}*u"  
media.Play(); .#{m1mr  
} @MxB d,P  
&PUn,9 Rm  
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。 ?wVq5^ e  
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: YP`/dX"4  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 FO:k >F  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八