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
  • 5992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) _l?5GLl_F$  
)W@H  
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。 DOXRU5uP3  
一、传统过程化设计思想 ~~ON!l9n  
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: Hc@Z7eQ3^  
public class MediaPlayer r[$Qtj Q  
{   FVsNOU  
private void PlayMp3() z^4\?R50yO  
{ _W: S>ij(  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); TBQ`:`g^m  
} rrSA.J{  
MjI}fs<   
private void PlayWav() 55oLj.l^j  
{ KG#|Cq  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); iR#jBqXD  
} ,gU9y wg  
&%Hj.  
public void Play(string audioType) IBVP4&}x$  
{   -}UC daQ3  
  switch (audioType.ToLower()) 0zpP$q$  
  { ,Z%!38gGsu  
    case ("mp3"): [,5clR=F  
    PlayMp3(); -X4`,0y%{O  
    break; GX_Lxc_<f  
    case ("wav"): r _r$nl  
    PlayWav(); q9Y0Lk  
    break;       U hCd,  
  }   Smk]G))o{  
} :;" 3k64  
} 6x@-<{L  
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 d*3R0Q|#{  
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 ? =IbiT  
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! -T{~m6  
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 NUL~zb  
二、面向对象设计思想 #G#gB   
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! O!f* @  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: 2 ;B[n;Q{  
public class MP3 S0=BfkHi.  
{ XB;;OP12  
public void Play() 73xI8  
{ l}AB):<Z  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 'd?8OV  
} Gz*U?R-T  
} dm$:xE":  
kd \G>  
public class WAV .yWdlq##  
{ V43JY_:  
public void Play() C-6+ZIk4  
{ _k+Bj.L  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); *rEW@06^\  
} iCx'`^HnP  
} Q}2w~Cn\S  
vJq`l3&  
Public class MediaPlayer T  |j^  
{ OClY ,@  
  switch (audioType.ToLower()) Eun%uah6c  
  { q>omCk%h  
    case ("mp3"): |J}~a8o  
        MP3 m = new MP3(); 3\@6i'  
    m.Play(); [1vrv(u>  
    break; NM]6  o  
    case ("wav"): I3s}t$`y(  
    WAV w = new WAV(); -`?V8OwY]  
w.Play(); F37,u|  
    break;       \aW5V:?  
  } jA]xpf6}  
}   v5$zz w  
  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。 A`r&"i OKA  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) f CVSVn"o  
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。 jN {ED_  
public class AudioMedia  b'{D4/  
{ P7Y[?='v  
public void Play() .HtDcGp  
{ 2C8M1^0:Z  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); $K G?d>wx  
} zR<jZwo]#  
} :e9E#o  
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)。 oL6_Ya  
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: 3> fuH'=  
public abstract class AudioMedia ja>Tnfu  
{ $4M3j%S  
public abstract void Play(); Lq&xlW j  
} oD}I{&=wa  
6a,YxR\  
public class MP3:AudioMedia P 2Eyqd8  
{ V?rI,'F>N  
public override void Play() ]JM9 ^F  
{ HxM-VK '  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); g{a0,B/j  
} uIPR*9~6o  
} $i`YtV  
kdo)y(fn@  
public class WAV:AudioMedia Z2@&4_P  
{ QDDSJ>l5_T  
public override void Play() kB:R- St  
{ @)0g Xg  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); IWQ8e$N  
} DuFlN1Z  
} }ps6}_FE  
l:[=M:#p  
public class MediaPlayer {M$8V~8D  
{   N,1wfOE  
  //根据需要完成任务的单向分派 A6Qi^TI  
public void Play(AudioMedia media) 4@Qq5kpk*  
{   $H 9xM  
  media.Play(); }Ag2c; aaq  
} p*'?(o:=  
} "h#=ctCx"  
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)。 F`N*{at  
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。 2-6-kS)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: O|/tRkDMP{  
public abstract class VideoMedia lDA%M3(p  
{ ~& l`"  
public abstract void Play(); 3A9|{Vaz+6  
} {!4%Z9G  
aD:+,MZ  
public class RM:VideoMedia bd9c/>&  
{ 5Tu.2.)N  
public override void Play() :`|,a (  
{ *5NffiA}-  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); St3~Y{aI|  
} ,8 .`;  
} dvf*w:5K!  
Z~R i%XG  
public class MPEG:VideoMedia O//e0?]W  
{ #-`lLI:w0  
public override void Play() cZ(XY}  
{ "&ks8 3  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); g=%&p?1@E  
} yqU++;6  
} ^Ve^}|qPc  
~Mx fud  
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。 p)ONw"sb  
  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: ~DD/\V  
nZ*P:K t:  
public interface IMedia nGt8u4gcP  
{ MoA{ /{  
void Play(); g,;MV7yE  
} J B|I/\(A  
B?M+`;  
public abstract class AudioMedia:IMedia (!b: gG  
{ 6IX!9I\sT  
public abstract void Play(); 7-dwr?j7  
} gM*s/,;O"  
Vh<`MS0X  
public abstract class VideoMedia:IMedia 7~16letQ  
{ a !IH-XJ2  
public abstract void Play(); ZUu^==a  
} W< n`[  
8%4`Yj=  
这样再更改MediaPlayer类的代码: jmFN*VIL  
public class MediaPlayer >g[W@FhT'k  
{   QJ>>&`{ ,  
public void Play(IMedia media) *t_&im%E  
{   =6sXZ"_Tw  
  media.Play(); s :ruCS  
} aPC!M4#  
} ~g{,W  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 )=D&NO67Pq  
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。 _x!pM j(A  
  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。 w#e'K-=  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) AUC< m.  
{ (Ka# 6   
IMedia media = null; d}ZH Y[  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) {ZcZ\Q;6  
{ -db+Y:xUZ  
  case ("mp3"): z)%1i  
    media = new MP3(); lK4+8VZ  
    break; -  -G1H  
        //其它类型略; k mj m6  
  case ("rm"): B /W$RcV  
    media = new RM(); E ( @;p%:  
    break;   F MVmH!E  
  //其它类型略; "7HB3?2>W  
} ~laZ(Bma);  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); L9T u>4  
player.Play(media); :m d3@r']  
} Pio^5jhB6  
)hug<D *h  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 #*!$!c{  
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。 OL rD4 e  
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。 !A!\S/x4  
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。 R%%`wmG)"  
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: h uJqqC  
public interface IMediaFactory CC\z_C*P-p  
{ K\b O[J  
IMedia CreateMedia(); q8Dwu3D  
} i7rq;t<  
9QMn%8=j  
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: GcnY= %L?  
public class MP3Factory:IMediaFactory ZkW@|v  
{ ju]]|  
public IMedia CreateMedia() hptuTBD  
{ PlZ iTP  
  return new MP3(); K_QCYS.  
} MbfzGYA2~  
} eEQ[^i  
//其它工厂略;  qR qy  
yjd'{B9{  
public class RMFactory:IMediaFactory (5~C _Y  
{ B$l`9!,  
public IMedia CreateMedia() 9#<Og>t2y  
{ 5-^%\?,x  
  return new RM(); 8-:k@W  
} ^%&x{F.  
} %K"%Qm=Tl  
//其它工厂略; Jdn*?hc+  
d 4]%Wdvf  
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。 g5Rm!T+@I<  
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: s{e(- 7'  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) %z~U@Mka  
{ ^d80\PXz  
IMediaFactory factory = null; :eW~nI.Vc  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) P0xLx  
{ !dY:S';~  
  //音频媒体 bZ.N7X PH  
  case ("mp3"): u4@e=vW I  
    factory = new MP3Factory(); 6>:~?gs  
    break; cO,V8#H  
  //视频媒体 xV#a(>-4  
case ("rm"): Hc]1mM  
    factory = new RMFactory(); rf->mk{  
    break;   GYC&P]  
  //其他类型略; #OWs3$9  
} @@83PJFid  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); pm]DxJ@  
player.Play(factory.CreateMedia()); .KucjRI  
} LUck>l\l  
S |>$0P4W(  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。  7E`(8i  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: 5L}>+js2  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) V:BX"$ J1  
{ nud=uJ"(  
IMediaFactory factory = null; \oX8/-0f  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) R:<@+z^A[  
{     _-]!;0E IV  
  case ("mp3"): *W12Rb2  
    factory = new MP3Factory(); o^Ysp&#p  
    break; v Q"s  
    //其他类型略; V<4+g/  
  case ("rm"): cTd;p>:>m  
    factory = new RMFactory(); _AYC|R|  
    break;   kLt9; <L  
  //其他类型略; ;#s}b1  
} liqR#<  
IMedia media = factory.CreateMedia(); iN_D8dI  
media.Play(); lVdT^"~3  
} M~Qj'VVL  
|90 +)/$4  
如果你在最开始没有体会到IMedia接口的好处,在这里你应该已经明白了。我们在工厂模式中用到了该接口;而在客户端程序中,仍然要使用该接口。使用接口有什么好处?那就是你的主程序可以在没有具体业务类的时候,同样可以编译通过。因此,即使你增加了新的业务,你的客户端程序是不用改动的。 Xexe{h4t_>  
不过,这样写客户端代码还是不够理想的,依然不够灵活,在判断具体创建哪个工厂的时候,仍需条件判断。现在看来,如果执行者没有完全和具体类分开,一旦更改了具体类的业务,例如增加了新的工厂类,仍然需要更改客户端程序代码。 Pzp+I}  
我们可以通过反射技术、条件外置很好地做到客户端的灵活性。 f&}A!uLe4x  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: &3Z. #*  
&4Con%YU[  
<appSettings> HI\f>U  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> *fi;ZUPW3  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> sD8 m<   
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> NOr <,  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> }{xN`pZ  
</appSettings> <;cE/W}}  
8A^jD(|  
然后,在客户端程序代码中,自定义一个初始化方法如:InitMediaType(),读取配置文件的所有key值,填充cbbMediaType组合框控件中: /;&+ < }  
private void InitMediaType() 8ts+'65|F  
{ vA"niO  
cbbMediaType.Items.Clear(); \c~{o+UD-  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) knOn UU  
{ rN1U.FRe/  
    cbbMediaType.Item.Add(key); - SS r  
} ~ sIGI?5f  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; [z%?MIT  
} xs'kO=  
O R<"LTCL  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: 4su_;+]  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) f{Fe+iPc  
{ 'B (eMnLg  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); LuP?$~z  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); t {SMSp  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; Y^6[[vaj2  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, 5m^Hi} S _  
factoryDllName).Unwrap(); 4b2mtLn_  
IMedia media = factory.CreateMedia(); Mf:M3H%YV+  
media.Play(); pAil]f6  
} sQ}%7BMK  
<s/<b*T ^  
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。 d)0LVa(  
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: (+UmUx=  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 ZP6x  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五