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
  • 5800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) -*t4(wT|j  
 [R:\  
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{F*%X  
一、传统过程化设计思想  *(5y;1KU  
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: U2l7@uDr;  
public class MediaPlayer Pi7vuOJr8  
{   T>,3V:X  
private void PlayMp3() 2YI#J.6]H  
{ 0 UdAF  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 6fV%[.RR  
} oju)8H1o#  
'i#m%D`dt  
private void PlayWav() '_!j9A]g  
{ Gu?O yL  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); }#va#Nb(,  
} X+2aP'D  
{YnR]|0&  
public void Play(string audioType) }+";W)R  
{   ~$xLR/{y  
  switch (audioType.ToLower()) *[K\_F?^h  
  { Rrh?0qWs  
    case ("mp3"): ;T6{J[ h  
    PlayMp3(); g$+u;ER5  
    break; y\ Su!?4!  
    case ("wav"): GPP{"6q5'  
    PlayWav(); WrWJ!   
    break;       z/09~Hc  
  }   }@Rq'VPZd  
} c|?0iN  
} ^Qrezl&  
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。 @ n<y[WA  
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。 7u8HcHl  
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! TTB1}j+V6  
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。 %@JNX}Y'  
二、面向对象设计思想 zzmZ`Ya  
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! F~j U;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: 2ZHeOKJ-  
public class MP3 #m 2Ss  
{ LvP{"K;   
public void Play() qbu>YTj  
{ 0a<:.}  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 9v[cy`\  
} soW.  
} nH}api^0A  
WGKN>nV  
public class WAV *XS@Ku  
{ LSlaz  
public void Play() QKc3Q5)@j  
{ N}nU\e6 Y  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); *CA|}l  
} ]Gow  
} mm/U9hbp%  
cy*Td7)/  
Public class MediaPlayer ~!meO;|W  
{ 6:>4}WOP  
  switch (audioType.ToLower()) 3!Zd]1$  
  { >`n0{:.1za  
    case ("mp3"): ]0by6hQ  
        MP3 m = new MP3(); WRZi^B8 @  
    m.Play(); $EW31R5h<s  
    break; ;j=/2vU~@  
    case ("wav"): ySP1WK  
    WAV w = new WAV(); gg'lb{oG  
w.Play(); pD##lkJr  
    break;       _7~O>.  
  } d]VL( &  
}   %\\l/{`eW  
  现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 wfM$JYfI  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) ~/Aw[>_;  
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。  ;4 R1  
public class AudioMedia YKf,vHau  
{ yeKzI~  
public void Play() * gr{{c  
{ vrm[sP  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); ?(Dkh${@  
} \E9Z H3;  
} eHF#ME  
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)。 iOPv % [  
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: \v9IbU*js  
public abstract class AudioMedia PP/M-Jql)  
{ *6e`km  
public abstract void Play(); x%B^hH;W  
} N/DcaHFYo  
}DxXt  
public class MP3:AudioMedia lDe9(5|)Q  
{ Kpz>si?CL  
public override void Play() $Eg|Qc-1  
{ 'Z+w\0}@  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ,IA0n79  
} T.d+@ZV<#  
} +Qt=N6>  
j;<Yje&Wz  
public class WAV:AudioMedia +Q If7=  
{ C 6Bh[:V&  
public override void Play() l^:m!SA_  
{ ;E(gl$c:  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); Z8(1QU,~2  
} SOE#@{IXBa  
} rhMsZ={M  
lu`\6  
public class MediaPlayer Um)0jT  
{   :7D&=n)  
  //根据需要完成任务的单向分派 C#emmg!a\  
public void Play(AudioMedia media) pM@|P,w {  
{   Kw3fpNd  
  media.Play(); 49bzHEqZ  
} "Fy34T0N  
} bENfEOf,  
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)。 BXO(B'1)]  
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。 4 `Z@^W  
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: =<_xUh.  
public abstract class VideoMedia |0U"#xkf  
{ G`ZpFg0Y  
public abstract void Play(); [N$da=`wv  
} ^*`{W4e]  
[Oxmg?W  
public class RM:VideoMedia mAhtC*  
{ <t,uj.9_  
public override void Play() `FH Hh  
{ m( C7Fa  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); U/>f" F  
} w (W+Y+up  
} iJ~5A'?6  
8JAA?0L"'  
public class MPEG:VideoMedia HelC_%#^  
{ ZwAX+0  
public override void Play() [`_&d7{-4b  
{ U u(ysN4`  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); DIB Az s  
} $lOx 6rL  
} b,Ed}Ir  
n&i WYECz  
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 fGcAkEstT!  
  不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: KZ6}),p  
SIKy8?Fn  
public interface IMedia }; +'  
{ >MUwT$szs  
void Play(); U`,&Q ]  
} I--WS[  
U> (5J,G  
public abstract class AudioMedia:IMedia f62z9)`^  
{ ?Mp~^sgp'  
public abstract void Play(); !aeL*`;  
} ]}<.Y[!S  
n4 KiC!*i0  
public abstract class VideoMedia:IMedia /SY40;k:  
{ )?%FU?2jrn  
public abstract void Play(); %;!@\5$  
} 9;&2LT7z  
%/oOM\} ++  
这样再更改MediaPlayer类的代码: ":"QsS#*"#  
public class MediaPlayer [@";\C_I  
{   rnIv|q6@  
public void Play(IMedia media) &"._%S58V  
{   Z9i,#/  
  media.Play(); \u2K?wC  
} :t(gD8;  
} 4(R O1VWsb  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 $ e+@9LNK  
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。 DvG.G+mo#  
  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。 ]"dZE2!  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) %bt2^  
{ [NFg9y;{h  
IMedia media = null; 1#^[{XlAx  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) $ &qB,>5=X  
{ o2 W pi  
  case ("mp3"): A%"XNk  
    media = new MP3(); KA`1IW;  
    break; 1HN_  
        //其它类型略; 6NO=NL  
  case ("rm"): enF.}fo]  
    media = new RM(); 3! dD!'  
    break;   B+jT|Y'  
  //其它类型略; GLwL'C'591  
} xii*"n~  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); 6vX+- f  
player.Play(media); !.+iA=K{  
} DA]!ndJD  
)FMpfC>An  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 56G5JSB=\  
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。 nv{ou [vQ  
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。 s$C;31k  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 yZb@  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: <z#r3J  
public interface IMediaFactory D?}LKs[  
{ To]WCFp6@  
IMedia CreateMedia(); KAgiY4  
} `y;&M8.  
\tyL`& )  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: 3Nr8H.u&q  
public class MP3Factory:IMediaFactory kC01s  
{ 4-E9a_  
public IMedia CreateMedia() Uk S86`.  
{ JGn@)!$+/  
  return new MP3(); >/6v` 8F  
} SQvicZAN)`  
} S^I38gJd  
//其它工厂略; cC"7Vt9b  
/p<mD-:.M  
public class RMFactory:IMediaFactory &4O"Xs`ka  
{ 2}[rc%tV:?  
public IMedia CreateMedia() _]j=[|q 9  
{ tK g%5;v  
  return new RM(); Vn];vN  
} XwX1i!'54  
} K._1sOw'"Y  
//其它工厂略; m;K Mr6sO  
SK;f#quUQ  
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。 x[WT)  
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: @a%,0Wn  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) m1\>v?=K  
{ - CM;sXq  
IMediaFactory factory = null; }mu8fm'  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) BzTm[`(h  
{ n0 !S;HH-  
  //音频媒体 bTO$B2eh|  
  case ("mp3"): (C6Y*Zm\  
    factory = new MP3Factory(); IdzF<>;W  
    break; ZJy D/9y  
  //视频媒体 SkvKzV.R;  
case ("rm"): b.YQN'  
    factory = new RMFactory(); <Y~V!9(~{Q  
    break;   )byQ=-< 1  
  //其他类型略; pNVao{::5  
} A<>W^ow  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); 2q2wo&uK  
player.Play(factory.CreateMedia()); &+&^Hc  
} 7:bqh$3!s  
V X211U.Q  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 =%2 E|/  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: 07/5RFmJ  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) (O?z6g  
{ 27u$VHwb  
IMediaFactory factory = null; _NA]= #J  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) S1$\D!|1  
{     I62Yg p$K  
  case ("mp3"): \+cQiN b@  
    factory = new MP3Factory(); 8 eh C^Cg  
    break; m1daOeZ]P  
    //其他类型略; )h+JX8K)l  
  case ("rm"): 2cy{d|c  
    factory = new RMFactory(); _r^&.'q  
    break;   laFkOQI  
  //其他类型略; w`!Yr:dU  
} ~x4Y57  
IMedia media = factory.CreateMedia(); UAcABL^2  
media.Play(); ceZt%3=5  
} $1Xg[>1g5  
Ch7eUTq A@  
如果你在最开始没有体会到IMedia接口的好处,在这里你应该已经明白了。我们在工厂模式中用到了该接口;而在客户端程序中,仍然要使用该接口。使用接口有什么好处?那就是你的主程序可以在没有具体业务类的时候,同样可以编译通过。因此,即使你增加了新的业务,你的客户端程序是不用改动的。 d^lA52X6P  
不过,这样写客户端代码还是不够理想的,依然不够灵活,在判断具体创建哪个工厂的时候,仍需条件判断。现在看来,如果执行者没有完全和具体类分开,一旦更改了具体类的业务,例如增加了新的工厂类,仍然需要更改客户端程序代码。 b~#rUOXb8?  
我们可以通过反射技术、条件外置很好地做到客户端的灵活性。 @XmMD6{<  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: 72v 9S T  
-P.) 0d(  
<appSettings> NugJjd56x  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> *&5G+d2  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" />  t%FS 5  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> ](Sp0t  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> ipU"|{NK  
</appSettings> FEdyh?$  
.(`u'G=  
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: B\<zU  
private void InitMediaType() r*tGT_/6  
{ %mxG;w$  
cbbMediaType.Items.Clear(); }F1^gN&QF  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) [q(7Jv  
{ '4O1Y0K  
    cbbMediaType.Item.Add(key); V}aXS;(r%  
} pD &\Z~5T  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; d}WAP m  
} +'lfW{E1t  
H:~LL0Md%  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: kM9E)uT>(<  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) &}P62&  
{ RS$:]hxd>_  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); ap=M$9L'  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); w>m/c1  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; 8E$KR:/:4  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, Yoaz|7LS  
factoryDllName).Unwrap(); nQ/El&{  
IMedia media = factory.CreateMedia(); . e]!i(5I  
media.Play(); 'zpj_QM  
} 6BMRl%3>Z  
]huqZI  
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。 UUA7m$F1  
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: 8-+IcyUza  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 %=_ Iq\lC  
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