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
  • 5102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) W2o8Fu   
J W yoh|  
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。 ] !*  
一、传统过程化设计思想 Zv7$epDUz  
假定我们要设计一个媒体播放器(只从软件设计的角度,不涉及硬件)。该媒体播放器目前只支持音频文件mp3和wav。按照结构化设计思想,设计出来的播放器的代码如下: #lVl?F+~  
public class MediaPlayer DuC u6j  
{   G QB^  
private void PlayMp3() fB ,!|u  
{ Tk@g9\6O9  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); h/y}  
} -r2qIt  
BKlc{=  
private void PlayWav() :@4>}k*  
{ 2W-NCE%K)T  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); ^}pREe c=  
} EpS8,[w  
>~bj7M6t  
public void Play(string audioType) gZ%O<XO  
{   z(#hL-{c  
  switch (audioType.ToLower()) 9,a,A6xry  
  { 3b/vyZF  
    case ("mp3"): DDCQAf  
    PlayMp3(); @IKe<{w  
    break; 8LM1oal}  
    case ("wav"): C5n=2luI_  
    PlayWav(); kAF}*&Kzd~  
    break;       )cmLo0`$  
  }   0 Ln5e.&  
} 1R~WY'Ed  
} 25@j2K(  
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。 V$F.`O!hfi  
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 U&\{/l  
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! qA\kx#v]P  
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 '!L1z45  
二、面向对象设计思想 />I8nS}T  
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! I!0 +RP(  
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: GpQF * x  
public class MP3 EYD{8Fw-  
{ fvfVBk#  
public void Play() o 0 #]EMr  
{ .Qw@H#dtW  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); -$|X\#R  
} R3!vS+5rR  
} X|B;>q  
< 3+&DV-<N  
public class WAV h}<ZZ  
{ 5Cyjq0+  
public void Play() t4c#' y  
{ imq(3?  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); =]mx"0i[  
} bvRGTOxO  
} <%JO 3E  
o-Fle, qf  
Public class MediaPlayer xi^e =:;`  
{ /+U)!$zm*  
  switch (audioType.ToLower()) +\$|L+@Z  
  { ,ST.pu8N.  
    case ("mp3"): M@@O50~  
        MP3 m = new MP3(); oi4Wxcj  
    m.Play(); _Vf|F  
    break; 'm? x2$u8  
    case ("wav"): fhWD>;%F%  
    WAV w = new WAV(); u`2k6.-  
w.Play(); s3!LR2qiF  
    break;       ;<R_j%*  
  } ~"0X,APR5  
}   5VoiDM=\c  
  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。 Z_WTMs:x!  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) G")EE#W$}  
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 :R\v# )C  
public class AudioMedia cyeDZ)  
{ :Aiu!}\  
public void Play() p+D 6Z'B  
{ sBI%lrO  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); !T(Omve)  
} YEoT_>A$dB  
} =}lA|S  
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)。 ;7*@Gf}R  
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: M:f=JuAx  
public abstract class AudioMedia jc`',o'[+  
{ Hxi=\2-  
public abstract void Play(); s""8V_,;  
} uL AXN  
3m7V6##+  
public class MP3:AudioMedia 5FKd{V'  
{ {# _C  
public override void Play() f+~!s 2uw  
{ eakIK+-21y  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 4x=Y9w0?8  
} DCUq.q)  
} o^6j(~  
,lM2BXz%  
public class WAV:AudioMedia cBf{R^>Fd  
{ ^C| 9K>M  
public override void Play() _oVA0@#n  
{ ?{")Wt  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); =@  
} T^G<)IX`c  
} N\&;R$[9:  
MX\-)e#  
public class MediaPlayer W/Q%%)J  
{   Ls*=mh~IY  
  //根据需要完成任务的单向分派 2=+ ,jX{  
public void Play(AudioMedia media) EIm\!'R]  
{   R?SHXJ%'  
  media.Play(); cLP @0`^H  
} kn|l3+  
} U8z"{  
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 X#<Sv>c^  
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 ibw;BU  
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: EBLoRW=8ld  
public abstract class VideoMedia ;mlIWn  
{ ]~ UkD*Ct  
public abstract void Play(); giJyMd}x  
} RVx<2,['  
Ma#-'J  
public class RM:VideoMedia m/Z_HER^  
{ hh}EDnx  
public override void Play() NZP,hAUK,  
{ B[V=l<J  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); _,~zy9{,  
} f'U]Ik;Jy  
} DL_\luh  
0MPDD%TP  
public class MPEG:VideoMedia 0yNlf-O  
{ >FNt*tX<0  
public override void Play() ]Jq e)o  
{ it vdzPO  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); a| cD{d  
} rd{( E  
} SbivW5|61  
X_l,fu^C#$  
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。 V|7CYkB8  
  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: 4/|=0TC;  
UMaKvr-C&  
public interface IMedia ;v\n[  
{ N/VIP0Kb  
void Play(); zY-m]7Yf  
} sA.yb,Fw  
` 454=3H  
public abstract class AudioMedia:IMedia 8{u 01\0}  
{ M czWg  
public abstract void Play(); ? |dz"=y  
} XQ8Imkc  
?#m5$CFp  
public abstract class VideoMedia:IMedia Ls{fCi/2F  
{ swrd  
public abstract void Play(); M-gjS6c\3  
} 8>9+w/DL  
{9MYEN}FO  
这样再更改MediaPlayer类的代码: 1-#tx*>AY  
public class MediaPlayer `fyAV@X  
{   :ux`*,zh  
public void Play(IMedia media) f14c} YY  
{   }^q#0`e(y  
  media.Play(); (Q+3aEUE  
} 9h{G1XL  
} _JH6bvbQ  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 %ZK}y{u\  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 =qRVKz  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 P'8 E8_M}  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) |*$_eb  
{ n6f|,D!?  
IMedia media = null; *&D=]fG  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) -E7\ .K3  
{ 25L{bcng  
  case ("mp3"): KX`,7-  
    media = new MP3(); e j9G[  
    break; |.A>0-']M  
        //其它类型略; jo~Pr  
  case ("rm"): #,56vVY  
    media = new RM(); k s}o9[D3  
    break;   51vK>  
  //其它类型略; 5hAg*zJb5o  
} PR+!CFi&  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); ?x @khzk  
player.Play(media); !MC W t  
} G. }yNjL8  
@w0[5ZAj  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 ( EX  
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。 "^H+A-R[  
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。 zjmc>++<t  
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。 xcig'4L  
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: jo ^*R'}  
public interface IMediaFactory ?6dtvz;K+?  
{ k$UBZ,=iC  
IMedia CreateMedia(); CvN~  
} XHr{\/4V  
dQ[lXV[}v  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: *u }):8=&R  
public class MP3Factory:IMediaFactory ^4"_I   
{ mI# BQE`p6  
public IMedia CreateMedia() EB#z\  
{ yl}Hr*  
  return new MP3(); m_B5M0},  
} L*z;-,  
} hk I$ow(  
//其它工厂略; |j,Mof  
J:5n/m^A  
public class RMFactory:IMediaFactory RjDFc:bB  
{ }/VHeHd  
public IMedia CreateMedia() nTAsy0p]  
{ 2Y+*vNs3  
  return new RM(); 'Khq!pC   
} 9\8""-  
} ,>$#e1!J  
//其它工厂略; /y0 )r.R  
fp7Qb $-A  
写到这里,也许有人会问,为什么不直接给AudioMedia和VideoMedia类搭建工厂呢?很简单,因为在AudioMedia和VideoMedia中,分别还有不同的类型派生,如果为它们搭建工厂,则在CreateMedia()方法中,仍然要使用条件判断语句,代码缺乏灵活性,不利扩展。 [>-k(D5D  
还有一个问题,就是真的有必要实现AudioMedia和VideoMedia两个抽象类吗?让其子类直接实现接口不是更简单?对于本文提到的需求,是能实现的。但不排除AudioMedia和VideoMedia它们还会存在其他区别,如音频文件还需给声卡提供接口,而视频文件还需给显卡提供接口。如果让MP3、WAV、RM、MPEG直接实现IMedia接口,而不通过AudioMedia和VideoMedia,在满足其它需求的设计上也是不合理的。现在客户端程序代码发生了稍许的改变: 89paR[  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 4v>V7T.  
{ =BtEduz  
IMediaFactory factory = null; ew(6;}+^/  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 9YJb~tuZ73  
{ b%kh:NV{S  
  //音频媒体 J: LSGj;R  
  case ("mp3"): i"'k|TGW^  
    factory = new MP3Factory(); ^6*? a9jO>  
    break; 1jL?z6S  
  //视频媒体 1pV"< ,t  
case ("rm"): R/#*~tPi8  
    factory = new RMFactory(); h@J`:KO  
    break;   [Ue>KG62=  
  //其他类型略; 4Qd g t*  
} 3 yElN.=  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); ,w6?} N  
player.Play(factory.CreateMedia()); u7mj  
} :.dQY=6I  
ty78)XI  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 bYtF#Y   
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: % ;<FfS  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) ?o4&cCFOE  
{ \c]/4C +/  
IMediaFactory factory = null; 1$^{Uma  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 8p FSm>  
{     )"1D-Bc\Q  
  case ("mp3"): <ygO?m{  
    factory = new MP3Factory(); "CaVT7L  
    break; pQp}HD!-  
    //其他类型略; $OT:J  
  case ("rm"): H.9J}k1S  
    factory = new RMFactory(); gor6c3i  
    break;   ZD,l 2DQ?  
  //其他类型略; 8[DD=[&  
} 4MM#\  
IMedia media = factory.CreateMedia(); !-QKh aY  
media.Play(); Rwr0$_A  
} ,y0kzwPR1  
;#;X@BhS  
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。 gQ?k}D  
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。 y?rsfIth`  
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。 s#Le`pGoW  
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: Ev()2 80  
%$cwbh-{{  
<appSettings> ecHy. 7H  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> ?eu=0|d  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> L$b9|j7  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> !O5UE  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> _uBf.Qfs  
</appSettings> !yxb<  
a%AU9?/q#  
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: v uJ~Lg{  
private void InitMediaType() }$7Hf+G  
{ {*|yU"  
cbbMediaType.Items.Clear(); mz#(\p=T  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) hE=cgO`QU  
{ %pMW5]H  
    cbbMediaType.Item.Add(key); xpV8_Gz;  
} tSg#2  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; `S!`=26Z!  
} +Kk6|+5u  
 oCduY2  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: !{4p+peqJV  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) snyx$Qx(  
{ \F> *d!^C  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); HsO=%bb  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); |m=@;B|  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; 6G( k{S  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, v9<p@GY"\  
factoryDllName).Unwrap(); S"Efp/-  
IMedia media = factory.CreateMedia();  hP7nt  
media.Play(); <q!{<(:  
} >uQ!B/C!  
^iGIF~J9  
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。 GxvVh71zP  
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: eZUK<&0x5  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 ULoTPx@N  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五