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
  • 6909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) (;(2n;i[M  
op61-:q/  
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。 =,Z5F`d4  
一、传统过程化设计思想 m3=Cg$n  
假定我们要设计一个媒体播放器(只从软件设计的角度,不涉及硬件)。该媒体播放器目前只支持音频文件mp3和wav。按照结构化设计思想,设计出来的播放器的代码如下: iVA=D&eZ  
public class MediaPlayer C#P7@JE  
{   0](V@F"~  
private void PlayMp3() [@/s! i @  
{ oW3Uyj  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 9(hI%idq  
} =1zRm >m  
>f(M5v(D\  
private void PlayWav() R{q<V uN  
{ &90pKs  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); *kt%.wPJ  
} _C@<*L=Q  
pd.5  
public void Play(string audioType) S%o6cl=  
{   ,soXX_Y>  
  switch (audioType.ToLower()) K[i&!Z&  
  { i:7cdhz  
    case ("mp3"): [#+klP$  
    PlayMp3(); /l;_ xs  
    break; c"zE  
    case ("wav"): 0iVeM!bM  
    PlayWav(); 6k;>:[p  
    break;       g&X X@I8+v  
  }   )5w#n1  
} L6J.^tpO  
} ##'uekSJ  
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。 Ie4X k  
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。 q m"AatA  
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! Xvxj-\ -  
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。 6&,9=(:J&R  
二、面向对象设计思想 >z k6{kC  
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! 7e6; |?  
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: SeBl*V  
public class MP3 ,{BF`5bn|  
{ oPrK{flm  
public void Play() z 9~|Su  
{ hlFvm$P`M  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); K'b #}N\  
} wQ '_, d  
} N`+@_.iBX  
y(Tb=:  
public class WAV m*` W&k[  
{ z W*Z  
public void Play() X9o6} %Y  
{ ij02J`w:Ra  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); nI,-ftMD-|  
} _o?[0E  
} I04c7cDp  
L^??*XEUJ  
Public class MediaPlayer Nj+g Sa9  
{ SlD7 \X&~  
  switch (audioType.ToLower()) 2(25IYMS8  
  { ~-#8j3 J;  
    case ("mp3"): :F?L,I,K  
        MP3 m = new MP3(); J@o$V- KK  
    m.Play(); }=s64O 9j  
    break; 0"koZd,c  
    case ("wav"): oTk?a!Q  
    WAV w = new WAV(); 0E/16@6=  
w.Play(); =o_zsDv  
    break;       uex([;y  
  } jGtu>|Gj  
}   )CG,Udu  
  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。 \'>d.'d  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) U] av{}U  
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。 #>O+!IH   
public class AudioMedia SH;:bLk_  
{ FXFyF*w2  
public void Play() #NQx(C  
{ Gr !@ih^  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); o*:D/"gb  
} ;#ElJXS  
} mC./,a[  
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)。 8RU91H8fE  
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: [*^ rH:  
public abstract class AudioMedia Sj@VOW  
{ rz.`$  
public abstract void Play(); v6O5n(5,,  
} K# BZ Jcb  
Mby V_A`r_  
public class MP3:AudioMedia `WlQ<QEi  
{ I4MZ JAYk  
public override void Play() dS;Ui]/J  
{ .pPtBqp  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 0 1:(QJ  
} PQ(/1v   
} Z2&7HTz  
c[;=7-+  
public class WAV:AudioMedia :?H1h8wbCt  
{ =$WDB=i  
public override void Play() K8/I+#j  
{ \Vl)q>K _h  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); (?kCo  
} A4f;ftB  
} >o! 5)\F  
i?|b:lcV  
public class MediaPlayer {|R +|ow  
{   Ql? >,FZ  
  //根据需要完成任务的单向分派 Pv Vn}i   
public void Play(AudioMedia media) eNFZD1mS  
{   /[>zFYaQ  
  media.Play(); E rnGX#@v  
} ms/Q-  
} 1'SpJL1u~  
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)。 #E@X'jwu  
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。 JVh/<A  
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: <M M(Z  
public abstract class VideoMedia RbJbVFz8C  
{ tz_WxOQ0  
public abstract void Play(); }Fb966 $  
} [OQ+&\  
i 2n66d  
public class RM:VideoMedia LGPg\g`  
{ Qd"u$~ qC  
public override void Play() UszR. Z  
{ #4ii!ev  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); 5c-'m? k  
} 4zx_L8#Z  
} s]i<D9h  
J3AS"+]  
public class MPEG:VideoMedia A3zO&4f ]  
{  7K &j  
public override void Play() e(Ub7L#  
{ 6cbIs_ g  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); ~:):.5o  
} N="H 06t  
} D8wZC'7  
G,A;`:/  
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 6Z68n  
  不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: ;Ak 6*Sr  
:y(HOUB  
public interface IMedia BZ>,Qh!J  
{ >}>cJh6  
void Play(); YOY{f:ew  
} t7b\#o  
a$h zG-  
public abstract class AudioMedia:IMedia ~Is-^k)y  
{ rklK=W z  
public abstract void Play(); _3 3YgO  
} e?eX9yA7F  
qlIbnyP<  
public abstract class VideoMedia:IMedia 7="I;  
{ TH#5j.uUs  
public abstract void Play(); Ikj_ 0/%F  
} ro*$OLc/  
g)#.|d+  
这样再更改MediaPlayer类的代码: Y#aHGZ$i  
public class MediaPlayer 7T-}oNaJA\  
{   'Z ,T,zW  
public void Play(IMedia media) a]8}zSUK  
{   Pg/$ N5->  
  media.Play();  |_ `wC  
} u!K5jqP  
} 30nR2mB Kt  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 #ysSfM6  
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。 pxi/ ]6pw  
  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。 i>n)T  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) #ZvDf5A  
{ {[Vkht}  
IMedia media = null; r2;)VS  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) ,zU7UL^I  
{ )k'4]=d <  
  case ("mp3"): [_,Gk]F=  
    media = new MP3(); 8ECBi(  
    break; (&t8.7O  
        //其它类型略; %K|+4ZY3  
  case ("rm"): 0-a[[hL?  
    media = new RM(); /QK H30E  
    break;   _|%l) KO  
  //其它类型略; e#j kp'  
} U6Ws#e  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); qD/X%`>Q  
player.Play(media); )/ 2J|LxS  
} =h se2f  
K{#1O=Gi  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 n.\|NR'v  
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。 JK@" &  
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。 ??tNMr5{[  
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。 / %:%la%  
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: w` ;>+_ E7  
public interface IMediaFactory o#ajBOJ  
{ V)g{ Ew]:  
IMedia CreateMedia(); W n43TSs-  
} 8rwXbYx x  
y~AF|Dk=  
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: N)H _4L  
public class MP3Factory:IMediaFactory ;YK{[$F  
{ -<GSHckD  
public IMedia CreateMedia() =u^{Jvl[  
{ $NG|z0  
  return new MP3(); '7Aj0U(  
} o/Cu^[an  
} ,\cO>y@  
//其它工厂略; 5QoU&Hv  
KKLW-V\6K  
public class RMFactory:IMediaFactory A_vf3 *q  
{ }*ZOD1j  
public IMedia CreateMedia() l~v BA$,  
{ xf?6_=  
  return new RM(); 7<ZCeM2x  
} ==z,vxr  
} `mfN3Q*[c  
//其它工厂略; jdF~0#vH  
u(`,7 o "  
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。 "ccP,#Y  
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: EFYyr f@  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e)  @aC2]  
{ 1-=zSWmyK  
IMediaFactory factory = null; 9J!@,Zsh  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) ~!Q\\_  
{ D\ H) uV`  
  //音频媒体 HAi'0%"  
  case ("mp3"): uWSfr(loX  
    factory = new MP3Factory(); IO4 8sV }  
    break; :$#"; t|  
  //视频媒体 X!w&ib-  
case ("rm"): R3dCw:\O+Z  
    factory = new RMFactory(); HP /@ _qk  
    break;   o|v_+<zD!  
  //其他类型略; 50S >`qi2x  
} BP7&w d  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); zeZ}P>C  
player.Play(factory.CreateMedia()); > $#v\8  
} MJ )aY2  
q-;z!iq|!  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 |Ir&C[QS{y  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: N>'T"^S/  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) BZP~m=kq  
{ e uF@SS  
IMediaFactory factory = null; jo-qP4w  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) ?1f(@  
{     b\U p(]  
  case ("mp3"): Q0}Sju+HX  
    factory = new MP3Factory(); Wn9b</ tf  
    break; +])St3h  
    //其他类型略; pErre2fS  
  case ("rm"): t&r-;sH^[  
    factory = new RMFactory(); 5DHFxym'  
    break;   .mse.$TK.^  
  //其他类型略; L0Fhjbc  
} `;@#yyj:_  
IMedia media = factory.CreateMedia(); } h.]sF  
media.Play(); Ier0F7]I  
} RSNukg  
d`z),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%9H\;  
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。 kc3dWWPe  
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。 Uv(THxVh  
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: qw!_/Z3[  
Sc<%$ Gd  
<appSettings> >lo,0oG  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> \&&jzU2  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> 6NO_S  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> -N')LY  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> m#E%, rT  
</appSettings> e7j3 0Iy  
vKzq7E  
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: Vp;^_,  
private void InitMediaType() .,C8ASfh  
{ >k6RmN  
cbbMediaType.Items.Clear(); wX3x.@!:  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) }*2q7K2bj  
{ _?M71>3$.  
    cbbMediaType.Item.Add(key); vGK'U*gGD  
} YGBVGpE9  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; MLL4nkO,`  
}  )"im|9  
IAD_Tck  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: 8+Y+\XZG  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) k{/2vV[`]  
{ : -@o3Syg  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); p/|": (U  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); \X5>HPB  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; ]%yph3C  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, dF$Fd{\4^  
factoryDllName).Unwrap(); 0ciPH:V  
IMedia media = factory.CreateMedia(); lNcXBtwK@#  
media.Play(); sLE@Cm]k  
} k_rtsN  
"#T3l^@  
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。 A$K>:Tt>  
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: #x"dWi (  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 qB`zyd8yu  
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 或 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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八