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
  • 3725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) (TT}6j  
Ab.(7GFK  
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。 ;Q`lNFa  
一、传统过程化设计思想 sK?twg;D*|  
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: 7WzxA=*#  
public class MediaPlayer 5]:U9ts#  
{   +9sQZB# (  
private void PlayMp3() dioGAai'  
{ ~})e?q;b  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); $VOF Oc  
} 8'y$M] e9n  
8P\Zo8}v  
private void PlayWav() wi{3/  
{ Q S;f\'1bb  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); 5'u<iSmBo  
} S)"Jf?  
2&J)dtqz  
public void Play(string audioType) YKK*ER0  
{   Q\sK"~@3  
  switch (audioType.ToLower()) ]\HvKCN}  
  {  uHRsFlw  
    case ("mp3"): +k R4E23:  
    PlayMp3(); +D*Z_Yh6  
    break; 4Ftu  
    case ("wav"): QIFgQ0{  
    PlayWav(); SOaoo^,O  
    break;       $M:*T.3  
  }   #}5uno  
} B^ }yo65I  
} <(#ej4ar,  
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 v4 E}D  
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 @oGcuE  
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! Bk{]g=DO  
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 H3oFORh  
二、面向对象设计思想 +Vdpy (  
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! #~=Ry H  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: 86a\+Kz%%L  
public class MP3 K wVbbC3  
{ ;}p  
public void Play() [{/jI\?v  
{ ChQx a  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); <IW$m!{VG  
} [dVL&k<P  
} u9p$YJ  
|k00Z+O(  
public class WAV |;{6& S  
{ >y+B  
public void Play() tfWS)y7  
{ :[d9tm  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); u)Whr@m  
} WTiD[u  
} KqP#6^ _  
:b!s2n!u  
Public class MediaPlayer ZYNsHcTY  
{ Rf% a'b  
  switch (audioType.ToLower()) a$fnh3j[  
  { Vi|#@tC'  
    case ("mp3"): 3PF_H$`oJ  
        MP3 m = new MP3(); &#i"=\d  
    m.Play(); B`sAk %  
    break; 62NsJ<#>  
    case ("wav"): ue>D 7\8  
    WAV w = new WAV(); :rP=t ,  
w.Play(); cidP|ie^  
    break;       >8[Z.fX  
  } 8RHUeRX  
}   eszG0Wu  
  现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 IAyp2  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) ]I6  J7A[  
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 -tU'yKhn  
public class AudioMedia lk=<A"^S  
{ NX&_p!_V  
public void Play() NCD04U5y  
{ bhs _9ivw  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); "uf%iJ:%  
} [_:nHZb  
} c1gQ cqF  
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 O33 `+UV"W  
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: f,Ghb~y  
public abstract class AudioMedia CU~PT.  
{ -7|H}!DFT  
public abstract void Play(); iJ|uvPCE  
} .eC1qWZJpd  
fd9k?,zM  
public class MP3:AudioMedia bs1Rvx1:J%  
{ q0 \6F^;M  
public override void Play() f<6lf7qzC  
{ 'we>q@  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); A_UjC`  
} 4`=m u}Y2  
} wS3'?PRX  
{Hk}Kow  
public class WAV:AudioMedia W(/h Vt  
{ k|f4Cf,  
public override void Play() JjS?  
{ ^d xTm1Z  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); ?Ss!e$jf  
} ^d73Ig:8q  
} -35;j'a  
r,2g^ K)6  
public class MediaPlayer S0W||#Pr  
{   t.C5+^+%  
  //根据需要完成任务的单向分派 Ssg&QI  
public void Play(AudioMedia media) =H]@n|$(  
{   M rb)  
  media.Play(); ku M$UYTTX  
} 1yY0dOoLG)  
} @9|hMo  
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)。 _PR4`C*  
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。 6D_D';o  
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: @`Su0W+.  
public abstract class VideoMedia k$}fWR  
{ Wh{tZ~c  
public abstract void Play(); +[g,B1jt  
} ""~ajy  
Rbv;?'O$L  
public class RM:VideoMedia eb$#A _m  
{ Eu04e N  
public override void Play() he hFEyx  
{ jmW7)jT8:  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); ?=pT7M  
} 7"D.L-H  
} |]*/R^1>2  
l%i+cOD  
public class MPEG:VideoMedia  %D "I  
{ Dv`c<+q(#  
public override void Play() x ]ot 2  
{ ;i:d+!3XwC  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); y4fdq7i~}9  
} Kx JqbLUC  
} h@@=M  
|$_sX9\`?|  
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。 ]e@Oiq  
  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: $L]lHji  
R*r#E{!V;  
public interface IMedia P7/X|M z  
{ ,s;Uf F  
void Play(); k"w"hg&e  
} 3=ymm^  
}JAG7L&{  
public abstract class AudioMedia:IMedia iAU@Yg`pt  
{ Xla~Yg  
public abstract void Play(); uu687|Pm  
} 5/Uy{Xt  
[ !OxZ!  
public abstract class VideoMedia:IMedia sD wqH.L  
{ :9 ^* ^T  
public abstract void Play(); Y:a]00&)#Y  
} 6!FQzFCZq  
pyvSwD5t  
这样再更改MediaPlayer类的代码: czd~8WgOa  
public class MediaPlayer D}/vLw:v  
{   J-hbh  
public void Play(IMedia media) Z?QC!bWb  
{   ~e@z;]CiY  
  media.Play(); V "h +L7T  
} J/*`7Pd  
} Q'0d~6n&{  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 vRO _Q?  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 XOS[No~  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 D d</`iUq  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) [hj6N*4y  
{ kW&TJP+5*  
IMedia media = null; Y0 -n\|  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) Ciz X<Cr}  
{ d-dEQKI?;  
  case ("mp3"): 0:Ol7  
    media = new MP3(); )hfpwdQ  
    break; 6,{$J  
        //其它类型略; k+pr \d~  
  case ("rm"): 6~w@PRy  
    media = new RM(); WI-1)1t  
    break;   9zy!Fq  
  //其它类型略; O@C@eW#  
} r\V ={p  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); 6jLCU%^  
player.Play(media); g7W"  
} 7O-x<P;  
:G%61x&=Zc  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 Z>5b;8  
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。 E09 :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。 ut7zVp<"  
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。 ^3L0w}#  
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: x+@rg];m  
public interface IMediaFactory ,1o FPa{?  
{ W v+?TEP  
IMedia CreateMedia(); oEZdd#*;  
} }?Ai87-{  
F@B]et7  
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: P\rg" 3  
public class MP3Factory:IMediaFactory UrEs4R1#  
{ vnZC,J `  
public IMedia CreateMedia() 9m~p0ILh  
{ `&ckZiq  
  return new MP3(); U#WF ;q0L  
} -z%^)VE  
} N64dO[op  
//其它工厂略; +OWX'~fd<  
CdjI`  
public class RMFactory:IMediaFactory PBTnIU  
{ cB}D^O   
public IMedia CreateMedia() fHd#u%63K  
{ mSl.mi(JiZ  
  return new RM(); [j/9neaye  
} hy"\RW  
} 9Y_HyOZ*GX  
//其它工厂略; pYmk1!]/  
57  
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。 ,S]7 'UP  
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: \\B(r  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 7} 5JDG  
{ "n5N[1b k  
IMediaFactory factory = null; dn$!&  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) Gm^U;u}=f  
{ '$]97b7G  
  //音频媒体 0rs"o-s<  
  case ("mp3"): fdi\hg^x  
    factory = new MP3Factory(); C 7ScS"~  
    break; scz&h#0V  
  //视频媒体 9w"4K.  
case ("rm"): YHygo#4=8  
    factory = new RMFactory(); ^ EQ<SCh  
    break;   ?Z[[2\DR  
  //其他类型略; `% "\@<  
} j@3Q;F0ba  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); XnMvKPerv'  
player.Play(factory.CreateMedia()); 9`X\6s  
} 3<f}nfB%r?  
2*l/3VW  
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。 h_3E)jc  
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: paE[rS\  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) Ee%%d  
{ 5 ,B_u%bb  
IMediaFactory factory = null; z3m85F%dR  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) \\H}`0m:  
{     k:#!zK}  
  case ("mp3"): #:U%mHT(_  
    factory = new MP3Factory(); dhf!o0'1M  
    break; x,@B(9No  
    //其他类型略; Ma']?Rb`  
  case ("rm"): g63(E,;;J  
    factory = new RMFactory(); J7Hl\Q[D1  
    break;   ~#[yJNYQ  
  //其他类型略; -[9JJ/7y  
} .*S#aq4S  
IMedia media = factory.CreateMedia(); pis`$_kmwV  
media.Play(); 4ber!rJM  
} aU "8{  
IT7wT+  
如果你在最开始没有体会到IMedia接口的好处,在这里你应该已经明白了。我们在工厂模式中用到了该接口;而在客户端程序中,仍然要使用该接口。使用接口有什么好处?那就是你的主程序可以在没有具体业务类的时候,同样可以编译通过。因此,即使你增加了新的业务,你的客户端程序是不用改动的。 U!?_W=?  
不过,这样写客户端代码还是不够理想的,依然不够灵活,在判断具体创建哪个工厂的时候,仍需条件判断。现在看来,如果执行者没有完全和具体类分开,一旦更改了具体类的业务,例如增加了新的工厂类,仍然需要更改客户端程序代码。 c&?m>2^6  
我们可以通过反射技术、条件外置很好地做到客户端的灵活性。 l<LP&  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: kY|utoAP  
bL+_j}{:N  
<appSettings> _~J {wM  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> S.94 edQ  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> .*?wF  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" />  Rn(ec  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> )@l%  
</appSettings>  +yH7v5W  
TA`1U;c{n  
然后,在客户端程序代码中,自定义一个初始化方法如:InitMediaType(),读取配置文件的所有key值,填充cbbMediaType组合框控件中: 6azGhxh  
private void InitMediaType() i$:*Pb3mV  
{ p{ Yv3dNl  
cbbMediaType.Items.Clear(); Fa Qe_;  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) Ng2@z<>.  
{ Is)u }  
    cbbMediaType.Item.Add(key); 8:c-k|CX  
} rJT^H5!o"  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; ,c$_t+  
} 3G)#5 Lf<  
Yz/md1T$  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: RXpw!  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) \K{0L  
{ UXc-k  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); "$Z= %.3Q  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); p$NQyS5C"S  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; 4n !aW?%  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, &Fzb6/  
factoryDllName).Unwrap(); -aPg#ub  
IMedia media = factory.CreateMedia(); uGf@  
media.Play(); 1MP~dRZ$  
} ?cBwPetp  
e#L8X {f  
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。 q#Z@+(^  
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: !N\@'F!  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 7 S#J>*  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五