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
  • 5386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) iSlVe~ef  
m=V2xoMw6  
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。 # 95/,k  
一、传统过程化设计思想 amgex$  
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: S:s^si2/  
public class MediaPlayer g*M3;G  
{   n0q(EQy1U  
private void PlayMp3() zu%pr95U  
{ C@i g3fhV  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); pp jrm  
} eSU8/9B  
`( Gk_VAa  
private void PlayWav() {r)M@@[  
{ sx\7Z#|  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); i^l;PvIF  
} < n{9pZ5.  
=fPO0Ot;  
public void Play(string audioType) i1C'  
{   w5Xdq_e3  
  switch (audioType.ToLower()) ):@B1 yR  
  { RI=B(0 A  
    case ("mp3"): ZHJzh\?  
    PlayMp3(); FCPbp!q6  
    break; kn.z8%^(  
    case ("wav"): jG#sVK]  
    PlayWav(); 4dP_'0]9A:  
    break;       _G|6xlO  
  }   {PKER$C  
} q8J/tw?%v  
} %O${EN  
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。 @[Th{HTc.G  
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。 ` g~-5Z~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! jI%yi-<;  
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。 N.?Wev{  
二、面向对象设计思想 uu>g(q?4II  
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! Sy_M!`B  
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: s5HbuyR^  
public class MP3 q,GL#L  
{ 92i# It}-/  
public void Play() u(R`}C?P'  
{ @ h]H_  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ]rS+v^@QH  
} z,tax`O  
} VWi-)  
2-4%h!  
public class WAV 0/Csc\Xl  
{ "Xqj%\  
public void Play() dj=n1f+;[  
{ ~VKw%WK  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); Jj!T7f*-GX  
} o,-@vp  
} -3fvO~  
Ud](hp"  
Public class MediaPlayer epnDvz\   
{ qv:WC TAn  
  switch (audioType.ToLower()) ^6`U0|5mRX  
  { <  5ow81  
    case ("mp3"): i=ba=-"Mt  
        MP3 m = new MP3(); t`?FSV  
    m.Play(); wv<"W@& 9  
    break; (.c?)_G,  
    case ("wav"): G`pI{_-e  
    WAV w = new WAV(); k`-L5#`  
w.Play(); <1y%ch;  
    break;       7G/"!ePW6`  
  } NS1[-ng  
}   W`Soa&9  
  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。 O/Fzw^  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) 6jn<YR E-  
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。 lBCM; #P  
public class AudioMedia 0zd1:*KR,  
{ hi37p1t   
public void Play() .Ee8s]h5W  
{ yY1&h op  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file.");  np~oF  
} 6ul34\;  
} th]9@7UE,  
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)。 Ei#"r\q j_  
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: kxKBI{L  
public abstract class AudioMedia p\(%bO   
{ Q/< $ (Y  
public abstract void Play(); d.{RZq2cp  
} P"- ,^?6  
Q>.-u6(&  
public class MP3:AudioMedia Hi ?],5,/  
{ '\9A78NV{;  
public override void Play() 9 Hm!B )Y  
{ xT@\FwPr  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); O9opX\9  
} [P[syi#]t  
} i$ Zhk1  
oV*3Mec  
public class WAV:AudioMedia %1#5 7-  
{ tUt l>>6Iu  
public override void Play() VQX#P<  
{ kcQ |Zg  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); %DiZ&}^Ck  
} zRB1V99k  
} 8Uc#>Ae'_  
j88H3bi0  
public class MediaPlayer r|&qXb x  
{   I@[.W!w  
  //根据需要完成任务的单向分派 5:O"T  
public void Play(AudioMedia media) u%&zY97/  
{   qgu.c`GmW  
  media.Play(); `/#6k>  
} B&tl6?7h  
} ?+51 B-  
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)。 sR#( \  
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。 L8!xn&uyP=  
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: Z,ag5 w`]L  
public abstract class VideoMedia 7XdLZ4ub  
{ N2C^'dFj  
public abstract void Play(); _w(SHWh2  
} ]F-{)j  
VN*^pAzlF  
public class RM:VideoMedia m%m8002  
{ w(s"r p}  
public override void Play() "Sl";.   
{ DUa`8cE}  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); yay{lP}b"  
} :)bm+xWFF  
} l 4(-yWC$H  
3TO$J  
public class MPEG:VideoMedia J}lBK P:-*  
{ h@l5MH=|%  
public override void Play() J,k9?nkY /  
{ 3%'$AM}+s  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); A"p7N?|%  
} Q-(twh  
} oT.g@kf=H  
WM:we*k8h  
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。 K6_{AuL}4  
  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: $5|/X&"O)/  
&R>x;&Gj  
public interface IMedia K@`F*^A}V  
{ D.4=4"qMi  
void Play(); <SOC  
} ^#p S u  
W8R@Pf  
public abstract class AudioMedia:IMedia $ ^m_M.1  
{ oj[Wzeg%  
public abstract void Play(); 4mPCAA7  
} 4Rp2  
O$LvHv!  
public abstract class VideoMedia:IMedia cYq<.A(hVj  
{ {088j?[hzk  
public abstract void Play(); b\F(.8  
} P$4G2>D8dg  
u.gnv dU  
这样再更改MediaPlayer类的代码: rx CSs  
public class MediaPlayer 2VA\{M  
{   7;+:J;xf66  
public void Play(IMedia media) ;}ileL Tl  
{   AMGb6enl  
  media.Play(); :"|}oKT%mP  
} _T7tq  
} sTU`@}}  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 '/J}T -,Z  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 _ ^r KOd  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 -tlRe12  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 8S"vRR  
{ ]=m '| 0}  
IMedia media = null; @or&GcQ*  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) _t_X`  
{ Kzfa4C  
  case ("mp3"): 4jfkCU  
    media = new MP3(); eR4%4gW)  
    break; MD%_Z/NL  
        //其它类型略; DP6M4  
  case ("rm"): %XM wjBM  
    media = new RM(); J] ^)vxm3  
    break;   PqZMuUd  
  //其它类型略; qM~ev E$%  
} ^F"Q~?D)  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); ,b%T[s7  
player.Play(media); >jD,%yG  
} Z?kLAhy!  
X>(?  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 ,A T!:&<X  
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。 e "5S ;  
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。 QqA~y$'ut  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 ^p ?O1qTg  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: .H {  
public interface IMediaFactory 4mq+{c0  
{ gJ6 C&8tl  
IMedia CreateMedia(); eLXG _Qb"  
} [4KW64%l  
rnz9TmN:*1  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: 8.3888  
public class MP3Factory:IMediaFactory ua# sW  
{ cLj@+?/  
public IMedia CreateMedia() ]PJb 9$f2  
{ o7' cC?u  
  return new MP3(); ;3wj(o0  
} @5+ JXD  
} FTZ][  
//其它工厂略; pCS2sq8RC  
!$P +hX`  
public class RMFactory:IMediaFactory b1Bu5%bt,:  
{ 28>PmH]7  
public IMedia CreateMedia() P{v>o,a.  
{ a<9cj@h  
  return new RM(); f|G,pDL x  
} b37P[Q3  
} %y ;E1pva  
//其它工厂略; *$mDu,'8  
3)ac  
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。 W&23M26"{  
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: U+gOojRy{  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) U9GmkXRix  
{ \lwYDPY:  
IMediaFactory factory = null; C,T9xm  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 2gLa4B-  
{ J`}5bnFP  
  //音频媒体 6yEYX'_  
  case ("mp3"): iy_'D  
    factory = new MP3Factory(); # hvLv  
    break; [!9 dA.tF  
  //视频媒体 foY=?mbL  
case ("rm"): Cj^:8 ?%  
    factory = new RMFactory(); RSEo'2  
    break;   o;bK 7D  
  //其他类型略; s6Ox!)&  
} 2K?~)q&t*  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); 1d)wE4c=Z  
player.Play(factory.CreateMedia()); Z'sAu#C  
} 5A(zQ'6  
` QC  
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。 *PQu9>1w  
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: _cra_(b  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) \z>Re$:  
{ QH%Zbt2qS  
IMediaFactory factory = null; LDDeZY"xd  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) -WiOs;2~/  
{     \\;i  
  case ("mp3"): 7-a[W   
    factory = new MP3Factory(); g3[Zh=+]E  
    break; jSa9UD  
    //其他类型略; O 1T JJ8  
  case ("rm"): (bEX"U-  
    factory = new RMFactory(); v^;-w~?3  
    break;   =2&/Cn4  
  //其他类型略; >s#[dr\ww  
} Da_8Q(XFe  
IMedia media = factory.CreateMedia(); ="E^9!  
media.Play(); B&^WRM;7t  
} &' ,A2iG  
;A^0="x&  
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。 huh-S ,M  
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。 CNwYQe-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。 QoZ7l]^  
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: ~"\qX+  
Xk#"rM< Y  
<appSettings> [Xp{z tGE  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> a& >(*PQ  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> Nxk3uF^  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> :eaqUW!Y  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> Nda,G++5(  
</appSettings> gucd]VH  
9o-fI@9  
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: .Q'/e>0  
private void InitMediaType() Cj).  
{ Fv!zS.)`  
cbbMediaType.Items.Clear(); +<p?i]3CHe  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) mHTZ:84  
{ +rEqE/QF  
    cbbMediaType.Item.Add(key); u<8 f ;C_  
} X8!=Xjl)  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; NOOP_:(7H  
} cY/!z  
cG%ttfq\  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: RB]K?  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) u15-|i{y7  
{ /<Nb/#8  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); C N9lK29F)  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); e|wH5(V  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; u3{gX{so  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, sA18f2  
factoryDllName).Unwrap(); ?3 :OPP`s  
IMedia media = factory.CreateMedia(); <0[{Tn  
media.Play(); qX'w}nJ}H}  
} gv=mz,z  
X1*6qd+E  
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。 Y.$InQ gL  
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: z1\G,mJK  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 Sz0M8fYT]  
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