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
  • 4349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) uL1e?  
0bVtku K;G  
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。 GTyS8`5E*  
一、传统过程化设计思想 T4F}MVK  
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: V#'sH  
public class MediaPlayer t:9}~%~  
{   SL? ! RQ  
private void PlayMp3() TwqyQ49  
{ |[)t4A"}  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); y4tM0h  
} E;fYL]j/oZ  
W7c(] tg.  
private void PlayWav() <=l!~~%  
{ 6@t4pML  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); *RD9 gIze  
} wm}6$n?Za  
NIY0f@1z-  
public void Play(string audioType) 5hUYxF20h8  
{   Zz'(!h Uy  
  switch (audioType.ToLower()) b'pbf  
  { ;e_dk4_  
    case ("mp3"): CS)&A4`8  
    PlayMp3(); <x,u!}5J  
    break; `(vgBz`e[  
    case ("wav"): #'^!@+)  
    PlayWav(); y)X;g:w  
    break;       sU^2I v\%  
  }   9OuK}Ssf  
} idMb}fw>  
} R] tHd=kf  
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。 B$1e AwT9  
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。 )mz [2Sfg  
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! :DXkAb2  
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。 #I|Vyufw  
二、面向对象设计思想 1mm/Ssw:C  
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! %*wJODtB|  
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: ,%w_E[2  
public class MP3 =QHW>v  
{ MCD]n  
public void Play() FbO-K-  
{ @vh3S+=M  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); &W:Wv,3  
} 6a[D]46y,2  
} }@J&yrqg  
y44FejH(v  
public class WAV FY)vrM*yh  
{ JR|yg=E  
public void Play() m(,vym t  
{ "#z4  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); Dq/[ g,(  
} TS^(<+'  
} %H75u 6  
JryDbGc8  
Public class MediaPlayer $)\%i=  
{ \j !JRD+j  
  switch (audioType.ToLower()) 5gARGA  
  { QMea2q|3$  
    case ("mp3"): 5Al 59]  
        MP3 m = new MP3(); ;X<#y2`  
    m.Play(); oe_l:Y%  
    break; B;XFPQ#b  
    case ("wav"): I~H:-"2  
    WAV w = new WAV(); '31pb9@fH  
w.Play(); -BfZ P5  
    break;       `~vqu69MF9  
  } X&nkc/erx  
}   A(X~pP &oF  
  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。 A\ds0dUE  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) }WS%nQA  
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。 y K)7%j!  
public class AudioMedia ..V6U"/  
{ \!j{&cJ  
public void Play() :A $%5;-kO  
{ zD}dvI}  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 6pDb5@QjTy  
} dy N`9  
} jCqs^`-  
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 vT"T*FKh:  
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: C9`#57Pp  
public abstract class AudioMedia ]S9~2;2^,  
{ x!fvSoHp  
public abstract void Play(); J7W]Str  
} H8.U#%  
pqFgi_2m  
public class MP3:AudioMedia \_}Y4  
{ +Rn]6}5m\  
public override void Play() ' Z:FGSwT  
{ Bm2"} =  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 5 BR9f3}  
} 0][PL%3Z  
} 5VdF^.:u  
RX}6H<5R  
public class WAV:AudioMedia #]<j.Fc`  
{ XBe!9/'k>  
public override void Play() ^+tAgK2   
{ L^uO.eI"m  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); z[Xs=S!]I  
} wZ/Zc} .  
} dPgN*Bdv  
fBBNP)  
public class MediaPlayer ukb2[mb*u  
{   (b%&DyOt  
  //根据需要完成任务的单向分派 ]+\;pb}bq  
public void Play(AudioMedia media) F B-?{78~  
{   p&~8N#I#  
  media.Play(); !4TMgM  
} B'"(qzE-kM  
} mlc0XDS%  
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 Uu ~BErEC  
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 =EwC6+8*M  
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: L;$Gn"7~  
public abstract class VideoMedia [F{q.mZj  
{ g>)&Q >}=W  
public abstract void Play(); C# IV"Pkq  
} O& k+;r  
h}r64<Y2{  
public class RM:VideoMedia de{@u<Y Zb  
{ 6qg_&woJ3  
public override void Play() >KXSb@  
{ $?RxmWsP  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); `%_yRJd|;  
} +EG?8L,z  
} |^p7:)cy  
W(U:D?e  
public class MPEG:VideoMedia ^-Ob($(\  
{ a oj6/  
public override void Play() =yo?]ZS  
{ [~e{58}J|  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file.");  JwEQR  
} s/#L?[YH  
} _Bh-*e2k  
T= Q"| S]V  
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。 d7 |3A  
  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: ;s{k32e  
}4G/x;D  
public interface IMedia O6JH)Ka"S  
{ =(\ /+ 0-[  
void Play(); O#Y;s;)i"  
} @BCws )  
anLSD/'4W  
public abstract class AudioMedia:IMedia W  &wqN  
{ n?uVq6c  
public abstract void Play(); s*% pNE U  
} $&IF#uDf  
<_XyHb-  
public abstract class VideoMedia:IMedia [!Uzw 2  
{ o[<lTsw<  
public abstract void Play(); ,au-g)IFZ  
} =e\E{K'f@  
|ci1P[y  
这样再更改MediaPlayer类的代码: 7bcl^~lY  
public class MediaPlayer : &! >.Y  
{   D9.H<.|36  
public void Play(IMedia media) Tgxxm  
{   gZkjh{rQ  
  media.Play(); S#gIfb<D  
} Z?@1X`@  
} g+CTF67  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 VI:EjZ/|a  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 U9N1 )3/u  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 o0SQJ1.a$  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) IC5[:UZ5]  
{ x.gRTR`7(  
IMedia media = null; 2R W^Nqc9  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) @C\>P49  
{ V* :Q~ ^  
  case ("mp3"): <\0+*`">g  
    media = new MP3(); e* 2ay1c  
    break; i;+]Y   
        //其它类型略; R 2.y=P8N  
  case ("rm"): ~lg1S  
    media = new RM(); v-^7oai  
    break;   ^5BLuN6  
  //其它类型略; BNA`Cc1VV  
} ykq9]Xqhv  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); z x e6M~+  
player.Play(media); Glz yFj  
} 8vP:yh@  
-wA^ao   
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 W.nQYH  
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。 <W$Ig@4[.d  
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。 P.8CFl X  
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。 +A 3Q$1F  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: A4C4xts]N  
public interface IMediaFactory h~\bJ*Zp  
{ |dP[_nh?  
IMedia CreateMedia(); ez2rCpA  
} zYL</!6a[  
^M51@sXI7  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: ~c;D@.e\  
public class MP3Factory:IMediaFactory +y}4^3Vx^  
{ BK+(Uf;g  
public IMedia CreateMedia() O(P ,!  
{ gy%/zbZx  
  return new MP3(); -~wGJM VA  
} /Ah|Po  
} X?B9Z8  
//其它工厂略; i2h,=NHJh?  
p-KMELB  
public class RMFactory:IMediaFactory bU(H2Fv  
{ l}#z#L2,`  
public IMedia CreateMedia() |?a 4Nl?  
{ z3 zN^ZT  
  return new RM(); Ax'jNol  
} b[mAkm?9+1  
} AX {~A:B  
//其它工厂略; n$z}DE5 #  
"CS {fyJ  
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。 "q-,140_  
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: aa:97w~s0  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 9/La _ :K  
{ > x$eKN  
IMediaFactory factory = null; 2E@ !  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) y 093-  
{ >9h@Dj[|!  
  //音频媒体 Cfz020u`g  
  case ("mp3"): aN87^[  
    factory = new MP3Factory(); ^t|CD|,K_O  
    break; _~^JRC[q  
  //视频媒体 p=tj>{  
case ("rm"): evbqBb21b  
    factory = new RMFactory(); h^u 9W7.  
    break;   [c{/0*  
  //其他类型略; ~ jR:oN  
} \~3g*V  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); 9c /&+j  
player.Play(factory.CreateMedia()); 3C=|  
} yAge2m]<B  
p6qza @  
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。 qyfw$$X  
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: G=[ =[o\  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) >&1MD}  
{ F<KUVe  
IMediaFactory factory = null; %E!^SF?Y  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) !9$xfg }  
{     B/*`u  
  case ("mp3"): %T.4Aj  
    factory = new MP3Factory(); LD'eq\vO  
    break; MZpG1  
    //其他类型略; |j[=uS  
  case ("rm"): :/Zy=F9:  
    factory = new RMFactory(); E(5'vr0  
    break;   8=]R6[,fD  
  //其他类型略; 1:.0^?Gz  
} M_o<6C  
IMedia media = factory.CreateMedia(); H#/}FoBiS  
media.Play(); 1gq(s2izy  
} ' (JSU   
&x}a  
如果你在最开始没有体会到IMedia接口的好处,在这里你应该已经明白了。我们在工厂模式中用到了该接口;而在客户端程序中,仍然要使用该接口。使用接口有什么好处?那就是你的主程序可以在没有具体业务类的时候,同样可以编译通过。因此,即使你增加了新的业务,你的客户端程序是不用改动的。 W!$aK)]4u  
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。 :{iS0qJ  
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。 g$++\%k&  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: /$'R!d5r  
r ek89.p  
<appSettings> B( ]=I@L=W  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> B2QC#R  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> 63ig!-9F  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> z|VQp,ra  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> H_RVGAb U  
</appSettings> !nQ!J+ g  
D[.;-4"_  
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: *vx!twu1o  
private void InitMediaType() __}j {Buk  
{ v&[Ff|>  
cbbMediaType.Items.Clear(); #6])\  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) 3y}0J @  
{ l;4},N  
    cbbMediaType.Item.Add(key); F,Ls1  
} t)Iu\bP  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; 4I"p>FIkY  
} 1^G*)Qn5Df  
;~&F}!pQ  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: 3JB?G>\!  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) U5uO|\+)  
{ Pt/dH+r`%  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); @M[t|  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); :iWW2fY  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; 3` ov?T(H  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, !J3dlUFRO  
factoryDllName).Unwrap(); ?a ~59!u  
IMedia media = factory.CreateMedia(); 3h:"-{MW.  
media.Play(); LKCj@NdV  
} OH2Xxr[bQ  
]>E)0<t  
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。 t5r,3x!E  
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: :'*;>P .(  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 +RXKI{0Km  
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