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
  • 5284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) %SCt_9u  
y La E]  
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。 Be\@n xV[  
一、传统过程化设计思想 Jko=E   
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:  Bw+ ?MdS  
public class MediaPlayer <4zSh3  
{   fceO|mSz_  
private void PlayMp3() qf@P9M  
{ XW2ZQMos1  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Bk5 ELf8pL  
} W|sU[dxZ  
(?GW/pLK]  
private void PlayWav() 1BP/,d |+  
{ S$40nM  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); 7dE.\#6r  
} u35"oLV6}#  
DV>;sCMJ %  
public void Play(string audioType) LU@1Gol  
{   ]vV)$xMX  
  switch (audioType.ToLower()) Q$k#q<+0  
  { VH+3o?nrT  
    case ("mp3"): 1TGE>HG  
    PlayMp3(); w7q6v>  
    break;  3U!=R-  
    case ("wav"): |S<!'rY  
    PlayWav(); gg#lI|  
    break;       DH i@ujr  
  }   79o=HiOF99  
} \W=Z`w3  
} 2BT+[  
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。 Gfy9YH~  
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。 CeUXGa|C  
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! ;"RyHow  
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。 V)u#=OS  
二、面向对象设计思想 QOPh3+.5  
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! SL+n y(y  
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: p"H /N_b4  
public class MP3 <7L-25 =  
{ O69TU[Vn  
public void Play() ~*^o[~x]\  
{ c@nh>G:y{&  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); {F\P3-ub  
} tehWGqx)  
} XJwgh y?(  
+^AAik<yl  
public class WAV ;nAx@_ab^  
{ VP~%,=  
public void Play() zYWVz3l  
{ V|awbff:  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); <y7Hy&&y-  
} -H|!KnR  
} YV>&v.x0;  
W+4Bx=Mj  
Public class MediaPlayer (Gapv9R  
{ @LS%uqs  
  switch (audioType.ToLower()) J*6B~)Sp@  
  { XgeUS;qtta  
    case ("mp3"): 7xWJw  
        MP3 m = new MP3(); )"2eN3H/  
    m.Play(); ,4-],~T  
    break; x'6i9]+r  
    case ("wav"): 9JILK9mVO  
    WAV w = new WAV(); 8|L5nQ  
w.Play(); & \"cV0  
    break;       W(-son~I  
  } e(&u3 #7Nn  
}   )Q}Q -Zt  
  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。 h\~!!F  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) +;oR_]l  
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。 }6{00er  
public class AudioMedia 8f%OPcr&  
{ /V] i3ac  
public void Play() p=i6~   
{ gnb+i`  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); gt~u/Z%  
} hew"p(`  
} f^IB:e#j;  
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)。 Q+_z*  
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: !u4eI0?R?  
public abstract class AudioMedia t.bM]QU!1  
{ "W9z>ezp  
public abstract void Play(); ^ 6Yt2Bhs  
} VrhHcvnZ  
"kIlxf3  
public class MP3:AudioMedia t47;X}y f  
{ \DD4=XGA  
public override void Play() :gRVa=}=  
{ Tn\{*A  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ;Cty"H,  
} {CTJX2&  
} ?UeV5<TewS  
i`iR7UmHeR  
public class WAV:AudioMedia q,;wD1_wG  
{ 3e\IRF xzb  
public override void Play() ;.R) uCd{=  
{ ?T|0"|\"'  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); EyBTja(4  
} 3mg:9]X9  
} + kF%>F]  
X V)ctF4  
public class MediaPlayer DC_k0VBn  
{   45jImCm  
  //根据需要完成任务的单向分派 LA/Qm/T  
public void Play(AudioMedia media) QXy= |  
{   ~9;udBfwF  
  media.Play(); fZnq5rTk"  
} 0[7"Lhpd  
} wqzpFPk(  
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)。 hx:^xW@r4P  
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。 QWC C  
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: Y\4B2:Qd9  
public abstract class VideoMedia )N\B C  
{ =xSf-\F  
public abstract void Play(); G}}Lp~  
} +4[9Eb'k=  
]-;JHB5A_:  
public class RM:VideoMedia zq3f@xOK  
{ 'jy e*  
public override void Play() "Rtt~["%  
{ [.C P,Ly  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); Ufor>  
} t"MrrK>T  
} P1Iy >%3  
r-]%R:U*  
public class MPEG:VideoMedia w:=:D=xH2  
{ ={o)82LV  
public override void Play() lB#7j  
{ 5as5{"l  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); WHU l.h  
} "\5 T  6  
} OF-g7s6VH  
sl P>;  
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。 HoeW6UV  
  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: T;S6<J  
S{{wcH$n'i  
public interface IMedia :1]J{,VG  
{ 1vJj?Uqc  
void Play(); ~K(mt0T )  
} BV}sN{  
EDF0q i  
public abstract class AudioMedia:IMedia WfTl\Dxw  
{ dqFp"Xe"%  
public abstract void Play(); Z4gn7 'V  
} *|;`Gp  
0 c,!<\B  
public abstract class VideoMedia:IMedia K\mFb  
{ y!q`o$nK  
public abstract void Play(); b+$wx~PLi  
} $IdU  
eIhfhz?Q;#  
这样再更改MediaPlayer类的代码: "/3YV%to-#  
public class MediaPlayer ,TYFPulYcp  
{   qT#NS&T!-  
public void Play(IMedia media) MfdkvJ'  
{   K@:t6  
  media.Play(); ]xbMMax  
} ]A1'+!1$  
} u4 ~.[3E*  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 kD)]\   
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。 )Z\Zw~L  
  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。 sJ5#T iX  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) %D% Ok7s})  
{ +NeoGnj  
IMedia media = null; >?ec"P%vS/  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) wb##|XyK<c  
{ -e0?1.A$  
  case ("mp3"): WKwYSbs(  
    media = new MP3(); 3|EAOoWnK  
    break; NR%_&%qQA  
        //其它类型略; S/YHT)0x[  
  case ("rm"): 2NB $(4/  
    media = new RM(); 8CH9&N5W5t  
    break;   6#a82_  
  //其它类型略; aO bp"  
} g*w}m>O  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); JLg/fB3%  
player.Play(media);  OAgZeK$  
} )XoMOz  
k3]qpWKj  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 Q"3gvIyc  
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。 HLL=.: P  
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。 pkTVQdtRG  
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。 ~w.y9)",  
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: iDltN]zS  
public interface IMediaFactory J-5kvQi8  
{ e-VGJxR  
IMedia CreateMedia(); wT-K g=-q  
} 0}'/3Q  
B^{~,'  
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: HC6v#-( `{  
public class MP3Factory:IMediaFactory T#vY(d  
{ Rv.IHSQUo  
public IMedia CreateMedia() 6l2Os $  
{ u}rJqZ  
  return new MP3(); S9'Xsh  
} ;3%Y@FS@  
} UVW4KUxR  
//其它工厂略; O:imX>|u  
a^Q ?K\c4N  
public class RMFactory:IMediaFactory sI{?4k  
{ 31QDN0o!~  
public IMedia CreateMedia() $)KNpdXh  
{ SA%)xGRW  
  return new RM(); cxx8I  
} '+c@U~d*7  
} D<WGau2H  
//其它工厂略; {CFy %  
|Nadk(}  
写到这里,也许有人会问,为什么不直接给AudioMedia和VideoMedia类搭建工厂呢?很简单,因为在AudioMedia和VideoMedia中,分别还有不同的类型派生,如果为它们搭建工厂,则在CreateMedia()方法中,仍然要使用条件判断语句,代码缺乏灵活性,不利扩展。 [ /<kPi  
还有一个问题,就是真的有必要实现AudioMedia和VideoMedia两个抽象类吗?让其子类直接实现接口不是更简单?对于本文提到的需求,是能实现的。但不排除AudioMedia和VideoMedia它们还会存在其他区别,如音频文件还需给声卡提供接口,而视频文件还需给显卡提供接口。如果让MP3、WAV、RM、MPEG直接实现IMedia接口,而不通过AudioMedia和VideoMedia,在满足其它需求的设计上也是不合理的。现在客户端程序代码发生了稍许的改变: <)Y jVGG  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) <Ynrw4[)t  
{ ~n(LBA  
IMediaFactory factory = null; `\/\C[Gg  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) ZkNet>9  
{ ~(=5`9  
  //音频媒体 1 qp"D_h  
  case ("mp3"): J*AYZS-tSE  
    factory = new MP3Factory(); E!>MJlA:k6  
    break; \!%~( FM  
  //视频媒体 %MEWw  
case ("rm"): +"|TPKas  
    factory = new RMFactory(); ,D&-.`'E  
    break;   D z[ ,;  
  //其他类型略; Ylgr]?Db*  
} Zlygx  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); >X5RRSo  
player.Play(factory.CreateMedia()); Kk|)N3AV:  
} F;Q'R |HQ  
u(PUbxJ V  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 xlh<}V tp  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: 1)f <  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) nB/`~_9  
{ ?u0qYep:  
IMediaFactory factory = null; i@ 86Ez  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) D r"PS >.  
{     H29vuGQjq  
  case ("mp3"): k7(lwEgNG  
    factory = new MP3Factory(); k,ezB+  
    break; iRM ?_|  
    //其他类型略; &v feBth  
  case ("rm"): ?=HoU3  
    factory = new RMFactory(); v+( P4f S  
    break;   m @)Ya*=<  
  //其他类型略; [fs.D /  
} B3I0H6O  
IMedia media = factory.CreateMedia(); >LB*5  
media.Play(); A+z}z@K  
} NFf` V  
0W~1v  
如果你在最开始没有体会到IMedia接口的好处,在这里你应该已经明白了。我们在工厂模式中用到了该接口;而在客户端程序中,仍然要使用该接口。使用接口有什么好处?那就是你的主程序可以在没有具体业务类的时候,同样可以编译通过。因此,即使你增加了新的业务,你的客户端程序是不用改动的。 6=*n$l# }  
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。 xhB-gG=  
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。 _,f7D/dq  
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: /03?(n= 3  
NL'(/|)  
<appSettings> NS "1zR+  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> <S12=<c?'  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> DU-dIq i  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> o@ L '|#e  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> AXv-%k};  
</appSettings> e488}h6#m  
K 28s<i`  
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: (-@I'CFd  
private void InitMediaType() &y-z[GR[{  
{ D}N4*L1  
cbbMediaType.Items.Clear(); v|@EuN14<  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) E/gfX   
{ is^5TL%@  
    cbbMediaType.Item.Add(key); 4.>y[_vu  
} 7dOpJjv?)  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; lbh7`xCR  
} /XdLdA!v  
&3itBQF  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: =p dLh  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 474 oVdGx  
{ 1k{H,p7  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); ?/(*cA  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); *T.V5FB0S  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; =6=l.qyYK  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, Rhw+~gd*F  
factoryDllName).Unwrap(); 7 4hRG~  
IMedia media = factory.CreateMedia(); 6t'.4SR  
media.Play(); -67!u;  
} 3@1$y`SN  
G\(*z4@Gz  
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。 dki3(  
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: V|<'o<h8  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 lQ4$d{m`  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五