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
  • 4210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) (p{X.X+  
A({czHLhN5  
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。 7'\. Q J!<  
一、传统过程化设计思想 kF|$oBQ  
假定我们要设计一个媒体播放器(只从软件设计的角度,不涉及硬件)。该媒体播放器目前只支持音频文件mp3和wav。按照结构化设计思想,设计出来的播放器的代码如下: 8~'cP?  
public class MediaPlayer 7<j!qWm0  
{   4$Ai!a  
private void PlayMp3() `c Gks  
{ @@ Q4{o  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 4:V +>Jt  
} fQoAdw  
B7\4^6Tx  
private void PlayWav() v `S5[{6  
{ g0,~|.  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); JU8}TX  
} 5Q10Ohh  
rc=E%Qv%?  
public void Play(string audioType) 9wL2NC31Q  
{   wkt4vE87  
  switch (audioType.ToLower()) t #(NfzN  
  { G@s:|oe  
    case ("mp3"): #aqnj+  
    PlayMp3(); BVal U  
    break; ]5'*^rz ^  
    case ("wav"): x.1= QF{!  
    PlayWav(); xU\!UVQ/  
    break;       LW=qX%o{  
  }   D4$b-?y  
} %`~4rf"7  
} L4iWR/&  
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 o#FctM'Z  
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 sX?arI=_U  
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! Zl5DlRuw  
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 dO D(<  
二、面向对象设计思想 IQBL;=.J.  
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! jnV#Q ;  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: 2 Wcu.  
public class MP3 J.~@j;[2  
{ }Z <I%GT  
public void Play() 1^k}GXsWmE  
{ T#&1q]P1F  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 6Emn@Mn=  
} uNf'Zeo  
} Nr@,In|JS  
CX#d  
public class WAV !d##q)D f?  
{ 6UIS4 _   
public void Play() X[J<OTj`$  
{ eGMw:H  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); (F'~K,0  
} 2`i &6iz  
} [CHN3&l-5S  
5]{rim  
Public class MediaPlayer !jP[=  
{ /8Lb_QH{  
  switch (audioType.ToLower()) !UzE&CirV  
  { ,vR>hyM  
    case ("mp3"): }ll&EB  
        MP3 m = new MP3(); ccv  
    m.Play(); 0Cc3NNdz  
    break; o=VZ7]  
    case ("wav"): ;$eY#ypx  
    WAV w = new WAV(); bP:u`!p -i  
w.Play(); q4:zr   
    break;       "4XjABJ4'  
  } ~U<j_j)z4.  
}   #cR5k@  
  现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 -/8V2dv3  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) X>dQK4!R  
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 2Jo|P A` 9  
public class AudioMedia (ht"wY#T<(  
{ hj=n;,a9  
public void Play() covCa)kf  
{ z%fjG}z  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); i (rYc  
} ?(s9dS,7wZ  
} Jn(|.eT|  
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 O-AC$C[d  
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: aeMj4|{\  
public abstract class AudioMedia E:}s 6l  
{ Njo.-k  
public abstract void Play(); L `2{H%J`  
} dsEvpa$?  
F, =WfM\  
public class MP3:AudioMedia xqT} 9,  
{ b#709VHm  
public override void Play() |$8N*7UD  
{ "+Ks#  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); M!G/5:VZ  
} *"|f!t  
} Z'AjeZyyE  
"<oR.f=0  
public class WAV:AudioMedia wKW.sZ!S1  
{ P EzT|uY  
public override void Play() UeUOGf ,  
{ B_!S\?}$  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); Xk^<}Ep)c  
} "97sH_ ,  
} f`}u9!jVR  
jp-(n z\  
public class MediaPlayer 9aID&b +  
{   z#5qI',L  
  //根据需要完成任务的单向分派 !ggHLZRlz  
public void Play(AudioMedia media) x!4<ff.  
{   .ErR-p=-  
  media.Play(); $SLyI$<gP  
} hzV%QDUpe  
} Mt4`~`6  
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)。 wC1) \ld  
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。 Qz"@<qgQy  
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: zPvTRW~H\  
public abstract class VideoMedia zll?/|%  
{ 0s4]eEXH  
public abstract void Play(); gYL#} )g  
} &S^a_L:  
H8c -/  
public class RM:VideoMedia |$T?P*pI.  
{ f]+. i-c=  
public override void Play() LNgFk%EH  
{ +SFo2Wdr43  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); *@ \LS!N  
} Swv =gu  
} Or1ikI"  
<t*3w  
public class MPEG:VideoMedia Si;eBPFH  
{ &I(3/u  
public override void Play() <l)I% 1T_c  
{ CfLPs)\ACm  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); &53LJlL Co  
} S?H qrf7<  
} g*U[?I"sC  
`?"[u" *  
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 Jpe\  
  不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: ~:A=o?V2  
4!+IsT  
public interface IMedia j W|M)[KJN  
{ 9&4z4@on  
void Play(); G{s q|1  
} jivGkIj!8  
O ~bzTn  
public abstract class AudioMedia:IMedia v3/G.B@=  
{ H+5N+AKb@  
public abstract void Play(); }!vJ+  
} ,|R\ Z,s  
!uHVg(}  
public abstract class VideoMedia:IMedia "qY_O/Eg]]  
{ sr$JFMTO11  
public abstract void Play(); !_1RQ5]^  
} vP&JL~  
w#$Q?u ,G  
这样再更改MediaPlayer类的代码: = :\o/)+  
public class MediaPlayer _AVP1  
{   SQBe}FlktK  
public void Play(IMedia media) 9r,7>#IF  
{   oGZ%w4T  
  media.Play(); o7@81QA!e  
} GA)t!Xg^  
} p?sC</R  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 ]OA8H[U-eA  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 [RUYH5>Ik  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 uHO>FM,  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) a^GJR]] {  
{ ]$WwPDZ  
IMedia media = null; $]]|#}J  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) <bOi}  
{ $~.'Tnk)  
  case ("mp3"): >BlF< d`X  
    media = new MP3(); r`CsR0[  
    break; OM7EmMa;  
        //其它类型略; u"1Zv!  
  case ("rm"): )KD*G;<O]L  
    media = new RM(); 39,7N2uY  
    break;   GZqy.AE,  
  //其它类型略; xrl!$xE GX  
} b\Gw|?Rv  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); ],ISWb  
player.Play(media); w57D qG>  
} L(qQ,1VY  
8d"Ff  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 0h~7"qUF@  
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。 3,-xk!W$L  
为了实现软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。我们不访用设计模式、条件外置及反射来实现。 jG&gd<^  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 2_Otv2  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: <-m[0zg q  
public interface IMediaFactory 3N5b3F  
{ qUtlh,4)  
IMedia CreateMedia(); 7^Q4?(A  
} p{4nWeH?B  
p!3!&{  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: Vq<\ix Ri  
public class MP3Factory:IMediaFactory 3]g|Cwu  
{ <2>Qr(bb  
public IMedia CreateMedia() BO)Q$*G~JD  
{ ify}xv  
  return new MP3(); W~FM^xR?p  
} z#elwL6  
} _"0Bg3Y  
//其它工厂略; zU,Qph ,<  
V0!$k.Wk  
public class RMFactory:IMediaFactory $4a;R I  
{ DNl '}K1W  
public IMedia CreateMedia() ;/g Bjp]H  
{ e2l!L*[g  
  return new RM(); xRM)f93@  
} 1x~dsM;q  
} a6i%7Om  
//其它工厂略; <^8&2wAkJ  
GY,HEe]2r  
写到这里,也许有人会问,为什么不直接给AudioMedia和VideoMedia类搭建工厂呢?很简单,因为在AudioMedia和VideoMedia中,分别还有不同的类型派生,如果为它们搭建工厂,则在CreateMedia()方法中,仍然要使用条件判断语句,代码缺乏灵活性,不利扩展。 &!5S'J %  
还有一个问题,就是真的有必要实现AudioMedia和VideoMedia两个抽象类吗?让其子类直接实现接口不是更简单?对于本文提到的需求,是能实现的。但不排除AudioMedia和VideoMedia它们还会存在其他区别,如音频文件还需给声卡提供接口,而视频文件还需给显卡提供接口。如果让MP3、WAV、RM、MPEG直接实现IMedia接口,而不通过AudioMedia和VideoMedia,在满足其它需求的设计上也是不合理的。现在客户端程序代码发生了稍许的改变: Sr?2~R0&  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) ijR,%qg  
{ 7awh__@  
IMediaFactory factory = null; VwrHD$  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) Zw<\^1  
{ ?m>!P@ M  
  //音频媒体 [=q&5'FY0  
  case ("mp3"): ^J-\s_)"  
    factory = new MP3Factory(); NhYce>  
    break; U^.kp#x#  
  //视频媒体 B6#^a  
case ("rm"): %RS8zN  
    factory = new RMFactory(); =7212('F  
    break;   oF0BBs$  
  //其他类型略; p`-Oz]  
} FH}2wO~_  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); J-wF2*0r<  
player.Play(factory.CreateMedia()); sbi+o,%1  
} cg]>*lH  
!m<v@SmL\  
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。 xaG( 3  
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: -\V!f6Q  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) ,`O.0e4pn  
{ QpZ CU]  
IMediaFactory factory = null; hiQ #<  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) Hlj_oDL  
{     ydm2'aV  
  case ("mp3"): U+FI^Xrt#  
    factory = new MP3Factory(); _8I\!  
    break; Mo~zq.  
    //其他类型略; _ ^ny(zy(  
  case ("rm"): nqMXE82  
    factory = new RMFactory(); qRnD{g|{1  
    break;   @n Oj6b  
  //其他类型略; vlS+UFH0  
} 3BzC'nplm  
IMedia media = factory.CreateMedia(); vle`#c.  
media.Play(); b>Em~NMu_  
} /_l$h_{DH  
AkE(I16Uy~  
如果你在最开始没有体会到IMedia接口的好处,在这里你应该已经明白了。我们在工厂模式中用到了该接口;而在客户端程序中,仍然要使用该接口。使用接口有什么好处?那就是你的主程序可以在没有具体业务类的时候,同样可以编译通过。因此,即使你增加了新的业务,你的客户端程序是不用改动的。 f5ttQ&@FF  
不过,这样写客户端代码还是不够理想的,依然不够灵活,在判断具体创建哪个工厂的时候,仍需条件判断。现在看来,如果执行者没有完全和具体类分开,一旦更改了具体类的业务,例如增加了新的工厂类,仍然需要更改客户端程序代码。 yT<,0~F9  
我们可以通过反射技术、条件外置很好地做到客户端的灵活性。 6I!B>V#U+  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: <*F!A' w2o  
]oIP;J:&  
<appSettings> eN{ewn#0.  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> lzDA0MPI:  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> r(6$.zx  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> ZD;1{  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> la}Xo0nq0+  
</appSettings> 0hr4}FL8  
/fDXO;tN  
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: ')#!M\1,HQ  
private void InitMediaType() &A!?:?3%O  
{ Lsb`,:  
cbbMediaType.Items.Clear(); p38RgEf  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) VSLi{=#  
{ fx3oA}  
    cbbMediaType.Item.Add(key); I:Q3r"1  
} wMvAm%}+  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; '}BYMEd/m%  
} :-)H tyzf  
6h9Hf$'  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: }$X/HK  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) _A]=45cn~  
{ C=,O'U(ep  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); R.P|gk  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); *pj^d><  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; - xKa-3  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, /k^!hI"4c  
factoryDllName).Unwrap(); o/4U`U)Q0v  
IMedia media = factory.CreateMedia(); 7Q>bJ Ek7  
media.Play(); Ce`#J6lT  
} *w5xC5*  
T7# }& >  
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。 7;r Jr&.)  
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: ffI z>Of:  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 ywY[g{4+  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五