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
  • 3979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) .J|" bs9  
8c'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。 ^S`c-N  
一、传统过程化设计思想 qUp DmH  
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: = P {]3K  
public class MediaPlayer R:DW>LB  
{   j6)@kW9x  
private void PlayMp3() V0 OT_F  
{ jvos)$;L-  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 9Fxz9_ i  
} Rs%6O|u7  
Wj. _{  
private void PlayWav() ~x}=lKN  
{ T\Q)"GB  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); 8/E?3a_g-  
} xo_Es?  
E%+1^ L  
public void Play(string audioType) l4Y}<j\;  
{   =zW.~(c{  
  switch (audioType.ToLower()) niN$!k+Jr  
  { )Ikx0vDFQ  
    case ("mp3"): =2[cpF]  
    PlayMp3(); >U$,/_uMNW  
    break; F D6>[W  
    case ("wav"): r&ex<(I{  
    PlayWav(); "%Eyb\V!  
    break;       v0}.!u>Ww  
  }   r@(hRl1k'  
} #| Et9  
} bKH8/*Yk  
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 cB7=4:U  
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 G P/3r[MH  
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! 7nHlDPps)  
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 "VcG3.  
二、面向对象设计思想 5 lC"10  
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! GVp2| \-L  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: t=ry\h{Pc  
public class MP3 < F Cr L  
{ Mzxy'U V  
public void Play() X/nb7_M  
{ m:~s6c6H  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); iwfv t^  
} b-+iL  
} KdOy3O_5N  
q-}J0vu\K  
public class WAV ef!V EtEOv  
{ BY$%gIB6>  
public void Play() ,Tyh._sa  
{ ~Hs a6F&F  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); dDy9yw%f?  
} _, ;c2  
} w_I}FPT<(:  
Aj4i}pT  
Public class MediaPlayer &`63"^y  
{ X Jy]d/  
  switch (audioType.ToLower()) _A \c 6#  
  { (byFr9z  
    case ("mp3"): NPEs0|  
        MP3 m = new MP3(); vV| u+v{  
    m.Play(); sT3O_20{  
    break; h7  >  
    case ("wav"): "Gxf[6B  
    WAV w = new WAV(); q$s0zqV5  
w.Play(); gKS0!U  
    break;       lG;sDR|)(  
  } nMXSpX>!|  
}   =2{^qvP  
  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。 D{/GjFO  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) C (_xqn  
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。 u*&wMR>Crf  
public class AudioMedia W!z=AL{  
{ f?_H02j`/E  
public void Play() 810u +%fu  
{ t1.5hsp  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); NQ%lwE~  
} qMz0R\4  
} z&d&Ky  
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)。 V4Ql6vg_f  
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: H5=-b@(  
public abstract class AudioMedia (Y!@,rKd   
{ a3037~X  
public abstract void Play(); #f~#38_  
} U w][U  
vh+Ih Gi  
public class MP3:AudioMedia T.aY {Y  
{ 5>JrTO 5  
public override void Play() dH zo_VV  
{ t8 #&bU X  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); X'WbS  
} !B(6  
} m4|9p{E  
&B7X LO[  
public class WAV:AudioMedia uQ{ &x6.1  
{ 0\Qqv7>  
public override void Play() hn-9l1~!h  
{ !5Kv9P79  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); pl V]hu27K  
} .QzHHW4&0  
} *9((b;Ju  
RpR;1ktF>  
public class MediaPlayer QkwBw^'_5  
{   ED @9,W0  
  //根据需要完成任务的单向分派 Dw?nf  
public void Play(AudioMedia media) =ex71qj)  
{   NS;,(v{*N  
  media.Play(); 4l E j/#}  
} /e6\F7  
} X61]N^y  
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)。 %X O97  
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。 .T/\5_Bx  
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: !,PG!Gnl  
public abstract class VideoMedia s 7iguFQ  
{ 0S;H`w_S  
public abstract void Play(); INE8@}e  
} ?x"<0k1g  
Id(L}i(X  
public class RM:VideoMedia {d(@o!;Fi  
{ NI \jGR.  
public override void Play() 6fQNF22E  
{ mHUQtGAVQ  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); Je[wGF:%:$  
} kf>oZ*/  
} 6+e@)[l.zc  
E=3<F_3W  
public class MPEG:VideoMedia YUat}-S  
{ ne4hR]:  
public override void Play() G@ XKE17  
{ _K3?0<=4  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); NSUw7hnWvz  
} xg k~y,F  
} lphQZ{8  
=U!M,zw4  
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。 \IbGNV`q  
  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: g>A*kY  
(2Z-NVU#  
public interface IMedia |vw0:\/ H  
{ Dx/BxqG6}_  
void Play(); (\>3FwFHW|  
} (V)nHF*<>  
/\hybx'  
public abstract class AudioMedia:IMedia r*fZS$e  
{ kqYWa`eE  
public abstract void Play(); BYFvf(>  
} >uN{cohs  
[nB[]j<R*  
public abstract class VideoMedia:IMedia ^+^#KC8]W  
{ O{uc  h  
public abstract void Play(); !jGe_xB}~  
} ,&rlt+wE  
;"$Wfy  
这样再更改MediaPlayer类的代码: 0qqk:h  
public class MediaPlayer UR44 iA]  
{   Ds? @ LE|  
public void Play(IMedia media) }9<pLk  
{   ~tWIVj{  
  media.Play(); h5e(Avk  
} 4!64S5(7t  
} lM~ 3yBy  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 OaY.T  
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。 P3UU~w+s  
  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。 f^b.~jXSR}  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) _ ]@   
{ NKd}g  
IMedia media = null; I !=ew |  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) X?&(i s  
{ zgXg-cr  
  case ("mp3"): (`\ DDJ[  
    media = new MP3(); ~v"4;A 6  
    break; mD<- <]SYp  
        //其它类型略; T^> ST  
  case ("rm"): >7i&(6L  
    media = new RM(); $ (/=Wn  
    break;   <fg~+{PA&  
  //其它类型略; L& ucTc =  
} 7ESSx"^B  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); F_.rLgGY  
player.Play(media); CT,PQ  
} r#rL~Rsd}  
A[:0?Ez=  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 Ut.%=o;&[  
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。 m/@ ;N,K  
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。 !Hq$7j_  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 4zyN>f|  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: OGW,[k= 2{  
public interface IMediaFactory uF,F<%d  
{ "159Q  
IMedia CreateMedia(); |LhVANz  
} #t N9#w[K{  
 @oE^(  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: D1hy:KkAv]  
public class MP3Factory:IMediaFactory g2 7 iE  
{ )#S;H$@$  
public IMedia CreateMedia() q@k/"ee*?  
{ }z%fQbw  
  return new MP3(); mq 0d ea  
} K!W7a~ @  
} czNi)4x  
//其它工厂略; \#Md3!MG  
:%G_<VAo!  
public class RMFactory:IMediaFactory o;#:%  
{ 3v\69s  
public IMedia CreateMedia() dRj2% Q f  
{ : EA-L  
  return new RM(); kjAARW  
} &:Q^j:  
} t5O '7x  
//其它工厂略; ?APzb4f^W  
 FZL"[3  
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。 Gak@Z!|  
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: X83,f CCl5  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 3dO~Na`S  
{ |5il5UP  
IMediaFactory factory = null; +;r1AR1)x  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 6%yt"XmT  
{ 7R5m|h`M  
  //音频媒体 5@QJ+@j|  
  case ("mp3"): _[)f<`!g_V  
    factory = new MP3Factory(); z)tULnR8  
    break; +O$`8a)m  
  //视频媒体 arK(dg~S  
case ("rm"): 3Z0ez?p+5  
    factory = new RMFactory();  4,g_$)  
    break;   RE._Ov>  
  //其他类型略; z }3` 9  
} t@X{qm:%Z  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); 8'WoG]E_  
player.Play(factory.CreateMedia()); r:{;HM+  
} oYx4+xH/  
<C1w?d$9I  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 edai2O  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: GVT| fE  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) uNKf!\Y  
{ J497 >w[  
IMediaFactory factory = null; %-?k [DL6  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) ^%5 ;Sc1V  
{     oUl0w~Xn  
  case ("mp3"): tt&#4Z  
    factory = new MP3Factory(); %Ev)Hk  
    break; g)!d03Qoy  
    //其他类型略; 8|JPQDS7  
  case ("rm"): 8I8{xt4   
    factory = new RMFactory(); V36u%zdX5n  
    break;   [_T6  
  //其他类型略; i/{dD"HwM  
} h 8<s(WR  
IMedia media = factory.CreateMedia(); P*|qbY  
media.Play(); h ?_@nQ!  
} xiv8q/  
sA~Ijg"6  
如果你在最开始没有体会到IMedia接口的好处,在这里你应该已经明白了。我们在工厂模式中用到了该接口;而在客户端程序中,仍然要使用该接口。使用接口有什么好处?那就是你的主程序可以在没有具体业务类的时候,同样可以编译通过。因此,即使你增加了新的业务,你的客户端程序是不用改动的。 D`'h8:\  
不过,这样写客户端代码还是不够理想的,依然不够灵活,在判断具体创建哪个工厂的时候,仍需条件判断。现在看来,如果执行者没有完全和具体类分开,一旦更改了具体类的业务,例如增加了新的工厂类,仍然需要更改客户端程序代码。 .(^%M 2:6  
我们可以通过反射技术、条件外置很好地做到客户端的灵活性。 :3N6Ej  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: V~#8lu7;  
Tuz~T _M  
<appSettings> ]qb>O:T  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> ajCe&+  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> !L[$t~z  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> 8B?*?,n5  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> B#]:1:Qn  
</appSettings> we0haK  
c( _R xLJ  
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: :W.pD:/=v  
private void InitMediaType() uK%0,!q  
{ ?%cZO "  
cbbMediaType.Items.Clear(); _TwE ym.V  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) &8;Fi2}(L  
{ / z m+  
    cbbMediaType.Item.Add(key); g-pEt#  
} h e=A%s  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; !_q=r[D\  
} &E]<KbVx  
r}:D g fn  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: %0 p9\I  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) B.A;1VE5  
{ I p<~Y  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); I)\{?LdHR  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); nP&6i5s%  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; FM=XoMP q  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, wG&Z7C b  
factoryDllName).Unwrap(); u g_c}Nv=Y  
IMedia media = factory.CreateMedia(); i,zZJ=a$  
media.Play(); j/8q  
} CZ!gu Y=  
!5qV}5  
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。 w7E#mdW  
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: U#x`u|L&6  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 ~OMo$qt`lP  
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