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
  • 4919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) tV,zz;* Oe  
B~ez>/H^  
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。 Hb$q}1+y  
一、传统过程化设计思想 mzw*6e2T  
假定我们要设计一个媒体播放器(只从软件设计的角度,不涉及硬件)。该媒体播放器目前只支持音频文件mp3和wav。按照结构化设计思想,设计出来的播放器的代码如下: kL3=7t^ 1  
public class MediaPlayer & vIKNGJ^  
{   a,E;R$[!  
private void PlayMp3() jCl[!L5/1  
{ Lg nGqIlx  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); w:N2 xI  
} 37[C^R!1c  
Uy_= #&jg  
private void PlayWav() PaZYs~EO  
{ gJ7$G3&oZg  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); #RD%GLY  
} ;'Q{ ywr  
(j /O=$mJ  
public void Play(string audioType) p4Y 9$(X  
{   ,-"]IR!,w  
  switch (audioType.ToLower()) C;ye%&g>  
  { W9D)QIqbvW  
    case ("mp3"): lm\u(3_ $  
    PlayMp3(); 19vD(KC<  
    break; Mzd}9x$'J  
    case ("wav"): :W&\})  
    PlayWav(); Pn#Lymxh_a  
    break;       pZjFpd|  
  }   [~o3S$C&7  
} -+=8&Wa  
} Ygl!fC 4b  
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。 X ,   
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。 gn%"dfm  
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! q ^gEA5  
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。 |eqDT,4  
二、面向对象设计思想 r=`>'3 } x  
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! 8B+uNN~%]  
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: !v`=EF.  
public class MP3 ex1ecPpN  
{ U_~~PCi  
public void Play() f,#xicSB*  
{ E*l"uV  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); x'qgpG}?]  
} )'g vaT  
} >xjy P!bca  
<b\urtoJ  
public class WAV MI}D%n*  
{ qSd $$L^  
public void Play() iI1t P  
{ 9s)oC$\  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); `jHGNi  
} fjFy$NX&>  
} |(<L!6  
WToAT;d2h  
Public class MediaPlayer ]*|K8&jxl  
{ \) ;rOqh  
  switch (audioType.ToLower()) X@)lPr$a  
  { 2$91+N*w9  
    case ("mp3"): 1rEP)66N  
        MP3 m = new MP3(); nGVqVSxKT  
    m.Play(); 9PAp*`J@kr  
    break; UPYM~c+}  
    case ("wav"): bq O"k t  
    WAV w = new WAV(); 1#(1Bs6X  
w.Play(); "J#:PfJ%  
    break;       -ZB"Yg$l  
  } Exr7vL  
}   "->:6Oe2   
  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。 B (falmXJ  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) ||V:',#,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。 -eMRxa>  
public class AudioMedia qAS^5|(b[  
{ Nt8(  
public void Play() "x)DE,  
{ [XXN0+ /  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); BR2y1Hfi  
} J.nq[/Q=  
} q~n2VU4L*  
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)。 g&>Hy!v,  
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?=u:  
public abstract class AudioMedia 8##jd[o&p~  
{ ^U}0D^jDeE  
public abstract void Play(); o[#a}5Y  
} z"3c+?2  
(zBQ^97]  
public class MP3:AudioMedia Z3dd9m#.]  
{ B/OO$=>(  
public override void Play() /Hmo!"W`  
{  B]7jg9/  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Kxn7sL$]=F  
} o3=kF  
} u $#7W>R  
1RA$hW@}  
public class WAV:AudioMedia WIm7p1U#V  
{ +QX>:z  
public override void Play() y~7lug  
{ TpgBS4q  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); &pm{7nH  
} l'QR2r7&.  
} TeJ `sJ  
vXbT E$  
public class MediaPlayer aTsfl  
{   J|-HZ-Wk|J  
  //根据需要完成任务的单向分派 sFK<:ka  
public void Play(AudioMedia media) D OeKW  
{   y6}):|  
  media.Play(); SK52.xXJ  
} 4Z }{hc\J  
} 1 1CJT  
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)。 s?k[_|)!  
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。 " 44?n <1  
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: jm\#($gl=  
public abstract class VideoMedia  #Uh 5tc  
{ I?>T"nV +'  
public abstract void Play(); )\vHIXnfJ1  
} {R;M`EU>  
yU,xcq~l  
public class RM:VideoMedia p'~5[JR:  
{ 31& .Lnq  
public override void Play() u9w&q^0dqG  
{ K"7;Y#1g  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); K/`RZ!  
} z :v, Vu  
} v Lv@Mo  
Cg pT(E\E  
public class MPEG:VideoMedia m7vxzC*  
{ X vMG09  
public override void Play() PU5mz.&0'  
{ T+RI8.#o  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); nM-SDVFM  
} Y&+_p$13  
} mthl?,I|  
UUu-(H-J  
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 #G` ,  
  不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: @T1+b"TC  
]31XX=  
public interface IMedia 9ox|.68q  
{ 0WE1}.J<  
void Play(); W'h0Zg  
} ><Z3<7K9  
FK# E7 K  
public abstract class AudioMedia:IMedia 6L9[U^`@  
{ Lo5@zNt%W  
public abstract void Play(); < iI6@X>  
} P 4*MV  
V9u\;5oL  
public abstract class VideoMedia:IMedia bDBO+qA  
{ C_cs(}wi  
public abstract void Play(); ,G|aLBn  
} )kKmgtj  
.*-w UBr  
这样再更改MediaPlayer类的代码: &4&33D  
public class MediaPlayer 8<g#$(a_E  
{   |( 9#vt#  
public void Play(IMedia media) zX [ r  
{   )9L pX  
  media.Play(); a`b zFu{  
} $KWYe{#  
} [~c'|E8Q  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 k\sM;bCv7  
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 rp @  
  现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 Ldhk^/+  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) bk"k&.C^+  
{ ?Wg{oB@(  
IMedia media = null; wK'!xH^  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) &49$hF g6"  
{ I+"?,Ej$K  
  case ("mp3"): qJ+52U|z  
    media = new MP3(); Afy .3T @)  
    break; zf3:<CRX5  
        //其它类型略; G/z\^Q  
  case ("rm"): .blft,'  
    media = new RM(); 8HFXxpt[G  
    break;   !Wixs]od   
  //其它类型略; 9Ue7 ~"=  
} /X^3=-{8  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); m io1kDq<  
player.Play(media); g 6VD_  
} u-QO>3oY6  
o"#TZB+k  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 Yn4)Zhkk  
随着需求的增加,程序将会越来越复杂。此时就应调整设计思想,充分考虑到代码的重构和设计模式的应用。最后当设计渐趋完美后,你会发现,即使需求不断增加,你也可以神清气爽,不用为代码设计而烦恼了。 |ck ZyDA  
为了实现软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。我们不访用设计模式、条件外置及反射来实现。 (7;J"2M  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 z^rhgs?4  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: @q+cm JKv  
public interface IMediaFactory x*h`VS(?6  
{ &{zwM |Q@?  
IMedia CreateMedia(); R+{^@M&  
} }F{C= l2  
4@v1jJj  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口:  ,v*p  
public class MP3Factory:IMediaFactory <mZrR3v'D  
{ U=F-] lD  
public IMedia CreateMedia() lk_s!<ni  
{ uNe}"hs  
  return new MP3(); `10X5V@hP  
} )X~Pr?52?  
} /&]-I$G@  
//其它工厂略; [,<\RviI  
3>Q@r>c  
public class RMFactory:IMediaFactory jby~AJf %  
{ ]*2EK9<  
public IMedia CreateMedia() s(AJkO'`  
{ hN gpp-  
  return new RM(); K85_>C%g  
} pbDw Lo]  
} 1C_'H.q<=  
//其它工厂略; d"H<e}D  
x.b; +p}=  
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。 H>?:U]  
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: Opv1B2  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) Es'-wr\Hm  
{ `'p`PyMt`  
IMediaFactory factory = null; !8xKf*y  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) rDVgk6  
{ ,IIZ Xl@  
  //音频媒体 \!^i;1h0c3  
  case ("mp3"): ^|wT_k\  
    factory = new MP3Factory(); IQ3n@  
    break; !0Idp%  
  //视频媒体 L5Urg*GNL  
case ("rm"): M#OH Y *  
    factory = new RMFactory(); QXdaMc+Ck  
    break;   )xB$LJM8  
  //其他类型略; nQ5N=l  
} 1"}B]5!  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); 8rFaW  
player.Play(factory.CreateMedia()); sFLcOPj-%  
} X[V?T>jsM  
pT4qPta,2  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 sN m,Fmuz:  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: MZT6g.ny  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) G%a] j  
{ kg<P t >  
IMediaFactory factory = null; (lb6]MtTHY  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) hG= k1T%=  
{      bRNK.[|  
  case ("mp3"): nO~b=qO  
    factory = new MP3Factory(); %X;7--S%?g  
    break; <eY %sFq,  
    //其他类型略; NZ>7dJ  
  case ("rm"): *4t-e0]j@w  
    factory = new RMFactory(); ;SgD 5Ln}  
    break;   :$=|7v  
  //其他类型略; N31?9GE  
} h40'@u^W  
IMedia media = factory.CreateMedia(); QU.0Elw  
media.Play(); #+9rjq:v#]  
} R'SBd}1  
u?F (1iN =  
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。 wf?u (3/%  
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。 9`B0fv Q&  
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。 dIk' pA^d  
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: Z==!C=SBv  
6B#('gxO  
<appSettings>  1Ao6y.S  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> |zq4*  5  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> u FZ~  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> p%F8'2)}  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> #$FrFU;ZR  
</appSettings> -/>9c-F  
iU5P$7.p  
然后,在客户端程序代码中,自定义一个初始化方法如:InitMediaType(),读取配置文件的所有key值,填充cbbMediaType组合框控件中: 9JPEj-3`g  
private void InitMediaType() pz 7H To;p  
{ !EOQhh  
cbbMediaType.Items.Clear(); ~wOTjz  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) {) xWD%  
{ :\b|dvI<  
    cbbMediaType.Item.Add(key); DzC Df@TB"  
} Sh&iQ_vq  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; @RGDhwS47  
} GAw(mH*  
q\R q!7(  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: Z\Z,,g+WL  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) H\E7o" m  
{ Vr/Bu4V"  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); w2{g,A|  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); D9BQID$R  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; _ 5"+Dv  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, t<638`{kk  
factoryDllName).Unwrap(); q$gz_nVq,b  
IMedia media = factory.CreateMedia(); E ] B7  
media.Play(); D`pQ7  
} 5qbq,#Pf  
jvHFFSK  
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。 uvnI>gv  
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: r|GY]9  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 KVR~jF%  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八