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
  • 4036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) e=TB/W_  
BEN=/ v  
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。 hcwKi  
一、传统过程化设计思想 LbvnV~S  
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: G' Jsk4:c  
public class MediaPlayer g/'MECB  
{   RCo!sZP}  
private void PlayMp3() %Q rf ]  
{ # (T  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); KK}^E_v  
} x.~Z9j  
z4{ H=  
private void PlayWav() M-"%4^8_  
{ $_% a=0  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); ,;hI yT  
} 6:#zlKYJ  
i4&"-ujrm  
public void Play(string audioType) Tf<1Z{9  
{   @9-z8PyF  
  switch (audioType.ToLower()) Hq3"OMGq  
  { X^eTf-*T  
    case ("mp3"): |Fm(  
    PlayMp3(); uI!rJc>TX  
    break; O}"VK  
    case ("wav"): pQ!NhzQ  
    PlayWav(); [n44;  
    break;       M)#aX|%Mh  
  }   -]\UFR  
} v:nm#P%P  
} tc.R(F96  
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 5ZSV)$t  
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。 8dNwi&4  
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! 7q^o sOj"  
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。 y08.R. l  
二、面向对象设计思想 |Xlpgdiu  
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! 4(f[Z9 iZ]  
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: db'Jl^  
public class MP3 B{PI&a9~s%  
{ M6[&od  
public void Play() &2d^=fih  
{ K}L-$B*i  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); `rN,*kcP  
} I>B-[QEC  
} 4U*J{''L  
Om,+59ua*  
public class WAV Q &<:W4N*  
{ hjtkq .@  
public void Play() d dkh*[  
{ 67wY_\m9I  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); ,|<2wn#q  
} 4RGEg;]S  
} @bSxT,2  
uckag/tv  
Public class MediaPlayer yF8 av=<{  
{ K*xqQ]&  
  switch (audioType.ToLower()) LJt#c+]Li  
  { hOx'uO`x(  
    case ("mp3"): N0,wT6.  
        MP3 m = new MP3(); */;[ -9  
    m.Play(); F#*vJb)  
    break; *$1M= $  
    case ("wav"): %QCh#v=ks  
    WAV w = new WAV(); @`^+XPK\  
w.Play(); 0&} "!)  
    break;       u%3D{Dj  
  } S!j=hj@qW  
}   .DiH)  
  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。 AKk6kI8F  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) ~ODm?k  
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。 g"Mqh!{ FI  
public class AudioMedia WwG78b-OA  
{ Ri=>evx  
public void Play() L0H;y6&  
{ F[BJhN*]a  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 4 |9M8ocR  
} [*GIR0  
} SSEK9UX  
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)。 iZ}  w>1  
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: |2z?8lx  
public abstract class AudioMedia ?mU 3foa  
{ ;[V_w/-u  
public abstract void Play(); $w4%JBZr  
} Cp` [0v~0  
Vf9PHHH|   
public class MP3:AudioMedia ,\laqH\ 1%  
{ \x P$m|Y3  
public override void Play() SR7$m<0t*  
{ 0*^ J;QGE  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Cgq/#2BM  
} C8 9c2  
} 1BO$xq  
?^t"tY  
public class WAV:AudioMedia t{Ck"4Cg  
{ PeT _Ty  
public override void Play() :iqFC >D  
{ 4=!SG4~o  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); yr?*{;  
} a+sHW<QeS  
}  AV{3f`  
" uf*?m3  
public class MediaPlayer D!< [\ G  
{   [!H2i p-  
  //根据需要完成任务的单向分派 o!!";q%DX  
public void Play(AudioMedia media) d$Y3 a^O|  
{   t\Pn67t  
  media.Play(); nm5zX,  
} VOr*YB&  
} K(@QKRZ7[  
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)。 g S xK9P  
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。 d*Q:[RUf,  
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: itClCEOA  
public abstract class VideoMedia ~'>RK  
{ E^B*:w3  
public abstract void Play(); H<T9$7Yr%r  
} {C3AxK0  
& 9X`tCnL  
public class RM:VideoMedia -;9pZ'r  
{ ]k~Vh[[  
public override void Play() NsDJ q{  
{ XN65bq  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); b Lag&c)  
} ~_<I}!j/B  
} $.{CA-~%[  
KzD5>Xf]4$  
public class MPEG:VideoMedia ;sJUTp5\h  
{ 7yp7`|,p  
public override void Play() WvSh i=  
{ >`L)E,=/  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); , Fo7E  
} C/V{&/5w  
} =Lx*TbsFYt  
y Nb&;E7 H  
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。 /xf4*zr  
  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$ZYyD  
/ !J1}S  
public interface IMedia v l59|W6  
{ BMPLL2I  
void Play(); ~3-2Iu^F  
} 6!P];3&o\A  
^@f%A<  
public abstract class AudioMedia:IMedia 0w^\sf%s  
{ ZK,}3b{  
public abstract void Play(); M7z>ugk"  
} CY2DxP%  
L$zI_ z  
public abstract class VideoMedia:IMedia !#cZ!  
{ 8was/^9;  
public abstract void Play(); 5"(AqXoq  
} HRS|VC$tz  
SjgF&LD  
这样再更改MediaPlayer类的代码: *4}l V8  
public class MediaPlayer S~^0 _?  
{   k#"Pv"  
public void Play(IMedia media) Ij; =  
{   V"":_`1VW  
  media.Play(); h $)t hW  
} LX A1rgUWT  
}  yH_L<n  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 N!" ]e*q  
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。 63:0Vt>hZ^  
  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。 !g:UkU\J  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) mw}obblR  
{ JHpoW}7QB  
IMedia media = null; pL`snVz  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 2{naSiaq  
{ 0_JbE  
  case ("mp3"): 7s:`]V%  
    media = new MP3(); }gi>Z  
    break; AU1P?lk  
        //其它类型略; )Y':u_Lo  
  case ("rm"): bqY}t. Y&"  
    media = new RM(); 0 [6llcuj  
    break;   Fs_,RXW"  
  //其它类型略; ,Ie~zZE&  
} *8k`m)h26  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); f M 8kS  
player.Play(media); BcV;EEi  
} a(CZGIB  
p '{ `Uvr  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 $t5 0<1  
随着需求的增加,程序将会越来越复杂。此时就应调整设计思想,充分考虑到代码的重构和设计模式的应用。最后当设计渐趋完美后,你会发现,即使需求不断增加,你也可以神清气爽,不用为代码设计而烦恼了。 G3QB Rh{  
为了实现软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。我们不访用设计模式、条件外置及反射来实现。 Q"c!%`\  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 y@g{:/cmO  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: g;en_~g3j  
public interface IMediaFactory K]dqK'  
{ PZ69aZ*Gs  
IMedia CreateMedia(); 0^44${bA  
} 3}O.B r|  
g3{)AX[Uy  
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: e #l/jFJU  
public class MP3Factory:IMediaFactory Wo5G23:xz  
{ bu"Jb4_a>  
public IMedia CreateMedia() N]cGJU>$  
{ Y+N^_2@+C  
  return new MP3(); gOw|s1`2,  
} ~D@pk>I  
} )CS 7>Vx  
//其它工厂略; AEkgm^t.{  
N^|r.J  
public class RMFactory:IMediaFactory U@[P.y~J  
{ Y1AbG1n|  
public IMedia CreateMedia() ko!38BH`/  
{ qS{lay  
  return new RM(); ,u QLXF2  
} z.23i^Q  
} xXO& -v{  
//其它工厂略; 8 g'9( )&  
$I_ 04k#t  
写到这里,也许有人会问,为什么不直接给AudioMedia和VideoMedia类搭建工厂呢?很简单,因为在AudioMedia和VideoMedia中,分别还有不同的类型派生,如果为它们搭建工厂,则在CreateMedia()方法中,仍然要使用条件判断语句,代码缺乏灵活性,不利扩展。 [ d<|Cde  
还有一个问题,就是真的有必要实现AudioMedia和VideoMedia两个抽象类吗?让其子类直接实现接口不是更简单?对于本文提到的需求,是能实现的。但不排除AudioMedia和VideoMedia它们还会存在其他区别,如音频文件还需给声卡提供接口,而视频文件还需给显卡提供接口。如果让MP3、WAV、RM、MPEG直接实现IMedia接口,而不通过AudioMedia和VideoMedia,在满足其它需求的设计上也是不合理的。现在客户端程序代码发生了稍许的改变: ia|^>V>-  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) js Tb0  
{ `xe[\Z2  
IMediaFactory factory = null; :7Mo0,Bw,  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 4@#1G*OO  
{ k1 >%wR  
  //音频媒体 {npKdX  
  case ("mp3"): (omdmT%D  
    factory = new MP3Factory(); r5[om$|*  
    break; C|"T!1MlY4  
  //视频媒体 f ;|[  
case ("rm"): q ,d]i/T  
    factory = new RMFactory(); xt +fu L  
    break;   i2b\` 805  
  //其他类型略; ?zUV3Qgzj  
} E=gD{1,?  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); [$?S9)Xd  
player.Play(factory.CreateMedia()); Sw#Ez-X  
} x@.iDP@(  
qM@][]j:  
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。 [$3Zid  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: IC[SJVH;  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) O60jC;{F  
{ IgEg  
IMediaFactory factory = null; 5WP[-J)  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 9}X3Q!iFb  
{     mL+}Ka  
  case ("mp3"): 8s8q`_.)(  
    factory = new MP3Factory(); uW;Uq=UN  
    break; =B1t ?( "  
    //其他类型略; h0n0Dc{4  
  case ("rm"): b7v] g]*  
    factory = new RMFactory(); wd*T"V3  
    break;   vJ GxD\h  
  //其他类型略; v Xio1hu  
} [k-7Kq  
IMedia media = factory.CreateMedia(); 8q7KqYu  
media.Play(); f]$ g9H  
} %H<w.]>  
_KmpC>J+  
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。 eJ{"\c(  
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。 ~'fa,XZ<  
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。 /Re1QS  
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: UkNC|#l)  
H#U{i  
<appSettings> i40r}?-  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> &:]_a?|*S  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> ABhza|  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> ^ .kas7 <  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> 6z%3l7#7Yi  
</appSettings> pY=?r{@  
l[G ,sq"  
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: 3}g?d/^E3  
private void InitMediaType() (]1le|+  
{ M#S8x@U  
cbbMediaType.Items.Clear(); pI(FUoP^  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) >jl"Yr#  
{ a^[io1}-  
    cbbMediaType.Item.Add(key); \<lV),  
} 0 {{7"  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; Q k-y 0  
} $6!`  
::H jpM  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: @T/C<-/:  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) vW$] :).  
{ U\VwJ2 {i  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); ie.cTTOI  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); gK)B3dH*&  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; tY# F8a&  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, vo7 1T<K  
factoryDllName).Unwrap(); fil6w</L  
IMedia media = factory.CreateMedia(); 73}k[e7e  
media.Play(); /Z2*>7HM8[  
} w5n>hz_5  
nj7Ri=lyS  
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。 Z/-%Eb]L1  
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: \ vJ*3H6  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 vy|}\%*r~  
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