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
  • 4219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) =(Y 1y$  
o7' cC?u  
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。 Rd7Xs  
一、传统过程化设计思想 ,iY/\ U''  
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: ~0aWjMc(>  
public class MediaPlayer _-$O6eZ  
{   eY^;L_7}p  
private void PlayMp3() MQ>.^]B]o  
{ {_t i*#  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ">PpC]Y1  
} b1Bu5%bt,:  
KLK '_)|CT  
private void PlayWav() m_{OCHS+  
{ P{v>o,a.  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); ;`Eie2y{M  
} c |OIUc  
-h+=^,  
public void Play(string audioType) O) NEt  
{   %y ;E1pva  
  switch (audioType.ToLower()) d5mhk[p7\J  
  { *F| j%]k~  
    case ("mp3"): *NzHY;e  
    PlayMp3(); Z".mEF-b  
    break; !mLQdkTE  
    case ("wav"): o7Ms]AblT  
    PlayWav(); [zmx  
    break;       q{I,i(%m8  
  }   22lC^)`TE  
} SZW+<X  
} -7\Rl3c  
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。 <Hw)},_*  
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。 %"Tn=fZIF  
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! 'wB6-  
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。 7A'd55I4  
二、面向对象设计思想 rV.04m,  
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! JbN@AX:%  
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: ~"F83+RDe  
public class MP3 CMn&1  
{ | d}f\a`  
public void Play() dXR 70/  
{ .zxP,]"l  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); P[{qp8(g  
} ns`|G;1vv  
} oo sbf#V  
l`D^)~o8  
public class WAV <8#Q5   
{ IH|PdVNtg  
public void Play() Zo`Ku+RL2'  
{ VbR /k,Co  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); AY{#!RtV  
} wT/TQEgz  
} *opf~B_e  
C%P)_)- -V  
Public class MediaPlayer CMI'y(GN  
{ -=_bXco}  
  switch (audioType.ToLower()) P{2V@ <}  
  { o|#Mq"od  
    case ("mp3"): y+D 3(Bsn  
        MP3 m = new MP3(); 8`Wj 1 ,q  
    m.Play(); Omy4Rkj8bh  
    break; b=[gK|fu  
    case ("wav"): r~ gjn`W  
    WAV w = new WAV(); R'bmE:nL  
w.Play(); I L dRN  
    break;       5c50F{  
  } `@+}zE  
}   jM`)N d  
  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。 P&PPX#%  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) {;.q?mj  
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。 gD&/ k  
public class AudioMedia Q|40 8EM  
{ ~&-8lD];LM  
public void Play() fh~"A`d  
{ R  Fgy  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); q;co53.+P)  
} a(}dF?M=  
} vd>K=! J  
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)。 |X&.+RI  
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: hT:+x3  
public abstract class AudioMedia o!.\+[  
{ Wr3j8"f/  
public abstract void Play(); fBCW/<Z  
} E({+2}=1  
l|#WQXs*c{  
public class MP3:AudioMedia OU)~ 02|\  
{ ;A^0="x&  
public override void Play() jwsl"zL  
{ w`Q"mx*  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 0Y rdu,c  
} RiHOX&-7  
} Wn;B~  
q-c9YOz_  
public class WAV:AudioMedia Z9cg,#(D  
{ Hg8n`a;R  
public override void Play() F O"8B  
{ 3V")~ m  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); fQ>=\*b9x^  
} (_&W@:"z  
} }1]E=!?)&  
VayU   
public class MediaPlayer OO%< ~H  
{   =+um:*a.  
  //根据需要完成任务的单向分派 a*4"j2j v  
public void Play(AudioMedia media) w)x`zVwO  
{   3L2@C%  
  media.Play(); qk}(E#.>F\  
} Be"Swz(n  
} 3{e7j6u\  
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)。 [hy:BV6H+  
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。 gH87e  
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: ;zy[xg.7  
public abstract class VideoMedia ejq2]^O4c  
{ C)^FRnb  
public abstract void Play(); :uM2cc^  
} vCC}IDd  
rEI]{?eoF  
public class RM:VideoMedia yX:A?U  
{ .Z=4,m>  
public override void Play()  =[Lo9Sg  
{ $lkd9r1   
  MessageBox.Show("Play the rm file."); x;H#-^LxW=  
} RB]K?  
} k~|nU  
>z0~!!YZ  
public class MPEG:VideoMedia -ya0!D  
{ XD\RD  
public override void Play() ;K[ G]8  
{ S<n3wR"^  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); iG<rB-"  
} HnvE\t9`  
} eF5?4??  
RusC5\BUX  
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 sA18f2  
  不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: tT7< V{i4  
8+^?<FKa  
public interface IMedia 2u9^ )6/  
{ jYwv+EXg  
void Play(); !\{&^,y  
} 4Q0@\dR9  
X|.M9zIx  
public abstract class AudioMedia:IMedia @g|E b}t  
{ qw A N=3@  
public abstract void Play(); nJ/wtw  
} F?j;3@z[A  
4m++>q  
public abstract class VideoMedia:IMedia r4Ygy/%  
{ ZdQm& ?  
public abstract void Play(); y^; =+Z  
} uA;3R\6?  
]+\@_1<ZI  
这样再更改MediaPlayer类的代码: Ks&~VU  
public class MediaPlayer f.Y9gkt3d  
{   T-7'#uB.m  
public void Play(IMedia media) 3Rid 1;L0U  
{   y<YVb@O.  
  media.Play(); AYHfe#!  
} s PNX)  
} #plwK-tPR  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 4-q7o]%5<  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 Uo{h. .7?  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 V43pZ]YZ>  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) H) g:<  
{ VQHJ O I  
IMedia media = null; {8M=[4_`l  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 7e&R6j  
{ { .KCK_ d  
  case ("mp3"): *[*E|by  
    media = new MP3(); p},6W,f  
    break; hq9b  
        //其它类型略; yhr\eiJ@6  
  case ("rm"): y:!MWZ  
    media = new RM(); x&3!z[m@@  
    break;   {]ZZ]  
  //其它类型略; ]Jj\**  
} ok5 {c  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); &fYx0JT  
player.Play(media); b5YjhRimS  
} _>HX Q6Hw  
UTQ$sg|7p  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 ~p~8T  
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。 u(JC 4w'  
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。 ] *{QVn(  
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。 P,RCbPC4  
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: oS)0,p  
public interface IMediaFactory zypZ3g{vz  
{ gf+Kr02~  
IMedia CreateMedia(); |u)?h] >  
} &Pt|  
LGT\1u  
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 , zR  
public class MP3Factory:IMediaFactory <FH3 ePz  
{ bG +p  
public IMedia CreateMedia() 5VWXUNe@_q  
{ \()\pp~4  
  return new MP3(); z Q NL){  
} )8oI  s  
} !B?/6XRUx  
//其它工厂略; NFGC.<  
"ffwh  
public class RMFactory:IMediaFactory E66e4?"  
{ w5jH#ja  
public IMedia CreateMedia() ?/"@WP9  
{ +S M $#  
  return new RM(); P*/px4;6  
} ro37H2^Ty  
} xkl'Y*  
//其它工厂略; A <iF37.  
e =& abu  
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。 ld94ek  
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: n6WSTh  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) HKP\`KBC j  
{ GQ&9by=}  
IMediaFactory factory = null; W<;i~W  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) +8[h&  
{ @{.rDz  
  //音频媒体 E?&dZR  
  case ("mp3"): 1o o'\  
    factory = new MP3Factory(); 3P/T`)V  
    break; /exV6D r  
  //视频媒体 u7@|fND 7  
case ("rm"): G5zZf ~r  
    factory = new RMFactory(); HhNH"b&  
    break;   k(\HAIW  
  //其他类型略; IGql^,b  
} U*/  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); a#!Vi93  
player.Play(factory.CreateMedia()); 'O]_A57  
} /{7x|ay]  
? $pGG  
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。 %xLziF  
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: +d\"n  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 1SkGG0 W  
{ jD_(im5  
IMediaFactory factory = null; 4cJ^L <  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 7* ^\mycv  
{     sx8mba(  
  case ("mp3"): |IH-a"  
    factory = new MP3Factory(); 0"u*Kn  
    break; qChS} Q  
    //其他类型略; J~ v<Z/gm  
  case ("rm"): ]G&?e9OA  
    factory = new RMFactory(); 60~{sk~E  
    break;   e kI1j%fO  
  //其他类型略; x:;8U i"&B  
} UOF5&>MLb  
IMedia media = factory.CreateMedia(); S~YrXQ{_>-  
media.Play(); nP'ab_>b  
} <3HW!7Ad1  
O:r<es1  
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。 2K, 1wqf'  
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。 [ $.oyjd  
我们可以通过反射技术、条件外置很好地做到客户端的灵活性。 H|F>BjXn5  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: \R&`bAdk  
K]@6&H-b|  
<appSettings> 2|EH Ny!  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> BAm H2"  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> 6$SsdT|8B  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> D8`,PXtV  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> zfi{SO l  
</appSettings> M0c"wi@S_  
5/:Zj,41{  
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: Z i7(lG  
private void InitMediaType() sPkT>q  
{ ,2H5CFX/  
cbbMediaType.Items.Clear(); OD>-^W t;%  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) ; {I{X}b  
{ `Up<;  
    cbbMediaType.Item.Add(key); JEY%(UR8  
} sF_.9G)S0  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; "TtK!>!.  
} a+\ Gz  
~<v`&Gm?"  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: M%&`&{  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) }kL% l  
{ FjiLc=RXXz  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); }}t"^ms  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); BT d$n!'$n  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; j(nPWEyJM  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, 3p!R4f)GN  
factoryDllName).Unwrap(); _3A$z A  
IMedia media = factory.CreateMedia(); $C#~c1w  
media.Play(); ^_5$+  
} *i5&x/ds  
7jts;H=  
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。 e yTYg  
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: Gjy'30IF  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 woR((K] #G  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五