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
  • 4250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) r.M8#YL  
~ ar8e  
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。 ,X6.p  
一、传统过程化设计思想 DmAMr=p  
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: *,1^{mb  
public class MediaPlayer Y604peUF  
{   k!E`Xeob  
private void PlayMp3() d#7 z N  
{ R{S{N2+p(  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); M@@"-dy  
} bG nBV7b  
2GECcx53  
private void PlayWav() c0ET]  
{ *ie#9jA  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); hnS ~r4  
} $oK,&_  
.(Q3M0.D  
public void Play(string audioType) mJb>)bO l  
{   Er} xB~<t  
  switch (audioType.ToLower()) '3=[xVnv  
  { _5#f9,m1  
    case ("mp3"): ]t_AXKd  
    PlayMp3(); (_-<3)q4  
    break; 'LIJpk3J  
    case ("wav"): oPRvd_~  
    PlayWav(); reLYtv  
    break;       m<00 5_Z0Q  
  }   [ >#?C*s  
} ~]?Q'ER  
} &s_O6cqgh  
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。 e $QX?y .  
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。 $A6'YgK  
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! VR5$[-E3  
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。 $Hqm 09w  
二、面向对象设计思想 S:{hgi,T*  
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! sJtz{'  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: VkFTIyt  
public class MP3 Y1EN|!WZ  
{ ~=(?Z2UDA_  
public void Play() 7(na?Z$  
{ +jzpB*@  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); \Oh9)X:I  
} 0rY<CV;fZ  
} 9ZUG~d7_  
69(z[opW  
public class WAV fKIwdk%!-  
{ 2Xk(3J!!'a  
public void Play() ?,NZ /n  
{ 6d"dJV.\  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); KZeRbq2 jJ  
} '#[U7(lIQ  
} A:[La#h|p  
ohusL9D  
Public class MediaPlayer 2H fP$.  
{ wG2lCv`d  
  switch (audioType.ToLower()) ,6PV"E)_  
  { Y TxUKE:  
    case ("mp3"): yd5r]6ej  
        MP3 m = new MP3(); 2?rg&og6  
    m.Play(); 3toY#!1Ch  
    break; 34U/"+|z  
    case ("wav"): /78gXHv  
    WAV w = new WAV(); ')I/D4v  
w.Play(); KbVV[ *  
    break;       7qA);N  
  } x_{ua0BLDf  
}   F >2t=r*9  
  现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 LlL\7?_;  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) Zu:cF+h l  
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 eSoOJ[&$  
public class AudioMedia Wcn3\v6_  
{ Y&`Vs(  
public void Play() h J#U;GL  
{ ~\DC )  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); P (jlWr$$  
} UZMo(rG.]{  
} d6,%P 6  
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)。 BIDmZU9tL  
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: ^CI.F.#X|  
public abstract class AudioMedia %k{~Fa  
{ 0}hN/2}&  
public abstract void Play(); fm87?RgXD  
} 3G8BYP  
:h0as!2@dp  
public class MP3:AudioMedia v>.nL(VLjP  
{ PTIC2  
public override void Play() W&}YM b  
{ ;r>?V2,tm  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); JT&CJ&#[h  
} :1eI"])(  
} 6#6Ve$Vl]  
O\pqZ`E=s  
public class WAV:AudioMedia kmNY ;b6Y$  
{ oP5G*AFUq  
public override void Play()  >>Hsx2M  
{ #*,Jqr2f  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); I>bLgt]u3  
} Pk[f_%0  
} 1gts=g.  
~el#pf~  
public class MediaPlayer #>O,w0<qM  
{   !tv3.:eT  
  //根据需要完成任务的单向分派 << LmO-92  
public void Play(AudioMedia media) n_AW0i .  
{   !V$nU8p|  
  media.Play(); s ,\w00-:  
} [nn/a?Z4S  
} ?c"No|@+  
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)。 a-x8LfcbF  
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。 l!Z>QE`.S  
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: N+\#k*n?  
public abstract class VideoMedia 26>e0hBh&  
{ gl:vJD  
public abstract void Play(); !Qjpj KRy  
} t #MU2b  
c)#b*k,lw<  
public class RM:VideoMedia ?,]%V1(@V`  
{ 468LVe?0  
public override void Play() ?RiW:TQ*  
{ kI]i,v#F  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); 5&v'aiWK  
} (' /S~  
} djqSW9  
c%>t(ce`Tl  
public class MPEG:VideoMedia a2v UZhkR  
{ jWiZ!dtUZ  
public override void Play() ~^$ONmI5  
{ `x~k}  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); p*_g0_^  
} F0o7XUt  
} MG[?C2KA/  
g10$pf+L  
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。 99G/(Z}  
  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: Df||#u=n  
m/=,O_  
public interface IMedia [{6]iJ  
{ \r^=W=  
void Play(); Sq%BfP)a(  
} 35) ]R`f  
&qz&@!`  
public abstract class AudioMedia:IMedia ?{\8!_Gvsl  
{ k<ku5U1|  
public abstract void Play(); s!nFc{  
} /$\yAOA'y  
I|m fr{  
public abstract class VideoMedia:IMedia %<O'\&!,  
{  7.CzS  
public abstract void Play(); j7<`^OG  
} ]x:>~0/L  
LT!.M m  
这样再更改MediaPlayer类的代码: -5>K pgXo\  
public class MediaPlayer K_Y0;!W  
{   H&[CSc  
public void Play(IMedia media) A;1<P5lo  
{   YTL [z:k}  
  media.Play(); I"#jSazk  
} {Mp>+e@xx  
} yC =5/wy`  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 ] ?#f=/  
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。 YUfuS3sX}  
  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。 ppN96-]^0  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) |q^e&M<  
{ 6aK'%K  
IMedia media = null; }EE  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) LDBxw  
{ [ 8N1tZ{`  
  case ("mp3"): "}*P9-%  
    media = new MP3(); jeN_ sm81b  
    break; ?CAP8_  
        //其它类型略; Jh{(xGA  
  case ("rm"): SLSJn))@!  
    media = new RM(); L q'*B9  
    break;   x@m"[u  
  //其它类型略; ZL#4X*zT  
} \s`'3y  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); #?}k0Y  
player.Play(media); yf*MG&}  
} ~)tIO<$U  
 v#IW;Rj8  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 %g5weiFM  
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+dr\Xhv  
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。 @,CCwiF'q  
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。 Z?oFee!4  
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: K*'(;1AiW  
public interface IMediaFactory 2[[ pd&MJZ  
{ }KCXo/y  
IMedia CreateMedia(); mc?5,oz;pz  
} A~\:}P N  
q !7z4Cn  
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:  6?+bi\6  
public class MP3Factory:IMediaFactory LV0g *ng  
{  &e7yX  
public IMedia CreateMedia() D4}WJMQ7s  
{ |n=m8X  
  return new MP3(); 1oFU4+{ 4  
} sw'20I  
} Axk p  
//其它工厂略; UB|Nx(V s  
k^ B'W{  
public class RMFactory:IMediaFactory 6>%)qc$i  
{ !Lb9KDk  
public IMedia CreateMedia() Kk!D|NKLC  
{ t.j q]L  
  return new RM(); R7KHfXy'm  
}  kej@,8  
} bo <.7  
//其它工厂略; l4O}>#  
I=x   
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。 8|dl t$  
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: j08 G-_Gjn  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) FnP/NoZa>  
{ uB 6`e!Q  
IMediaFactory factory = null; <& 8cq@<  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 2"'0OQN0\  
{ +@cf@}W6QC  
  //音频媒体 4_&$isq  
  case ("mp3"): U2ecvq[T  
    factory = new MP3Factory(); \'GX^0yK  
    break; yT-m9$^v  
  //视频媒体 r@e_cD] M  
case ("rm"): +'= ^/!  
    factory = new RMFactory(); ?fnJ`^|-r  
    break;   #fG!dD42  
  //其他类型略; b^y#.V.|k  
} . m7iXd{  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); )cUc}Avg}  
player.Play(factory.CreateMedia()); {3$ge  
} C&NoEtL>s  
?)",}X L6  
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。 I:]s/r7  
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: Vd)iv\a  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) cI?dvfU?  
{ =5oFutg`  
IMediaFactory factory = null; 00%$?Fyk  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 1#(,Bq4  
{     >J3N,f  
  case ("mp3"): ^gw_Up<e6  
    factory = new MP3Factory(); 6y%BJU.I  
    break; UI<'T3b  
    //其他类型略; =k2+VI  
  case ("rm"): H }uT'  
    factory = new RMFactory();  >pv~$  
    break;   2(5wFc  
  //其他类型略; `2J6Dz"W  
} }f^K}*sK$5  
IMedia media = factory.CreateMedia(); WyA>OB<Zeq  
media.Play(); w/d9S(  
} e|):%6#  
vo!:uvy;2  
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。 dB<BEe\$g.  
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。 ZA1?'  
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。 qO Zc}J0  
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: AcrbR&cvG  
Mq[;:  
<appSettings> }-V .upl  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> (4$lB{%  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> 4D$$KSa  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> 9V.)=*0hp  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> k#JFDw\  
</appSettings> I?4J69'  
u`gy1t `  
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: \ CV(c]  
private void InitMediaType() WT'P[RU2  
{ gO*cX&  
cbbMediaType.Items.Clear(); 'RQZU*8  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) viD+~j18  
{ , *e^,|#  
    cbbMediaType.Item.Add(key); 67 7p9{:  
} K\IS"b3X  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; KP _=#KD  
} H#m)`=nZSZ  
7Q 0 M3m  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: {8@?9Z9R{  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) e~'y%|D  
{ 2i |wQU5w  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); 9{70l539  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); QMy;?,  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集;  YDi_Gl$  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, Ea!}r| ~]0  
factoryDllName).Unwrap(); gBYL.^H^l  
IMedia media = factory.CreateMedia(); Hi,_qlc+  
media.Play(); +]I;C  
} A{x &5yX8  
]8+%57: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。 +**H7: bO  
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: ^T(l3r  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 9^v|~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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八