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
  • 3794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) YX=a#%vrl  
;fsZ7k4]do  
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。 <<@bl@9'  
一、传统过程化设计思想 , 0imiv  
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: JM=JH 51`  
public class MediaPlayer }#.L7SIJ<J  
{   *#E F sUw  
private void PlayMp3() YwteZSbp6M  
{ '3_]Gu-D  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); DAS/43\  
} e^d0zl{  
PRr2F-!P  
private void PlayWav() 6`O.!|)  
{ :ZTc7 }  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); |k+8<\  
} $eD.W  
fIj|4a+  
public void Play(string audioType) 4kG,*3 &2  
{   qR(\5}  
  switch (audioType.ToLower()) l7W 6qNB  
  { E0u~i59Z  
    case ("mp3"): > ;L6xt3  
    PlayMp3(); _{r=.W+ w  
    break; nyBJb(5"B  
    case ("wav"): 6xWe=QGE  
    PlayWav(); pcYG~pZ9  
    break;       C!Rs^/  
  }   p8Q,@ql.  
} [* @5\NWR}  
} >Y #t`6,!  
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 XLAN Np%E  
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 Z0o~+Ct$  
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! 4T!+D  
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。 V#cqRE3XNi  
二、面向对象设计思想 hg+X(0  
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! P5 K' p5}#  
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: e '2F#  
public class MP3 D+]a.& {p  
{ h&Efg   
public void Play() ZHGC6a!a  
{ Hm$=h>rY9[  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); @6mBqcE'?  
} qEpi]=|  
} _~*,m#uxJ  
"FTfk  
public class WAV ?Rj~f{%g  
{ w:?oTuw  
public void Play() 2I&o69x?  
{ wi4=OU1L)a  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); &2`Fn!m  
} 6(G?MW.  
} ^4,a8`  
i K12 pw  
Public class MediaPlayer rk7QZVE  
{ ,t`Kv1  
  switch (audioType.ToLower()) =:/BV=tv  
  { !!Aj<*%  
    case ("mp3"): 6IWxPt ~  
        MP3 m = new MP3(); E;1Jh(58)b  
    m.Play(); j{NNSi3  
    break; ]79:yMD~ba  
    case ("wav"): ]R=,5kK3  
    WAV w = new WAV(); 1qf!DMcdZ  
w.Play(); :PtF+{N>  
    break;       xj[(P$,P  
  } 2Sh  
}   O9g{+e`  
  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。 ~M\I;8ne  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) 7}vg.hmZ  
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。 [+OnV&  
public class AudioMedia ~t^eiyv  
{ X`fn8~5  
public void Play() |]aE<`D  
{ Z7RiPSdxp  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); rtL}W__  
} glDh([  
} ({NAMc*  
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)。 XXh6^@H=  
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: SL,p36N  
public abstract class AudioMedia  :<Fe  
{ gt/zpiKmV  
public abstract void Play(); IXb}AxB f  
} {&"L~>/o  
?_ dIIQ  
public class MP3:AudioMedia J@OB`2?Zv  
{ yB3;  
public override void Play() 9 Rx s  
{ hRq3C1 mR  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); NuYkz"O]  
} ?X5]i#j[  
} ;/0 Q1-  
5l,ZoB8  
public class WAV:AudioMedia e5OsI Vtjr  
{ Uz7^1.-g4  
public override void Play() )LdyC`S\c  
{ 3mSXWl^?  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); NBF MN%  
} $ -c!W!H  
} {<5ybbhLV  
~l$3uN[g  
public class MediaPlayer jn: NYJv  
{   @&"Pci+-|  
  //根据需要完成任务的单向分派 uK'&Dam  
public void Play(AudioMedia media) TI !a)X  
{   {>"NyY  
  media.Play(); 1lsLJ4P  
} zSE<"(a  
} af |5n><~A  
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 fRfn2jA)d  
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 < Z|Ep1W  
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: a,o_`s<  
public abstract class VideoMedia Sggq3l$Qc  
{ tV9L D>3  
public abstract void Play(); vfNAs>Xg"  
} @vMA=v7a  
2..,Sk  
public class RM:VideoMedia OgcHS?  
{ c!hwmy;  
public override void Play() "/]| Hhc{  
{ y}v+c%d  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); W[[bV  
} " v}pdUW  
} +x]9+D&  
Gd+ET  
public class MPEG:VideoMedia efG6v  
{ \ j.x0/;  
public override void Play() < pTTo  
{ |+U<S~  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); b.O9ITR  
} $^ 'aCU0C  
} h7X_S4p/Mg  
UwY-7Mmo  
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 _28<m JfG  
  不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: z^nvMTC  
Sb".]>^  
public interface IMedia 8wH.et25k  
{ -;;Z 'NM;8  
void Play(); U Q@7n1  
} h5kPn~  
m6 s7F/  
public abstract class AudioMedia:IMedia QHBtWQgS  
{ qP!P +'B  
public abstract void Play(); o$.e^XL  
} !}M,  
6O2=Ns;J6  
public abstract class VideoMedia:IMedia MYe HS   
{ 'z=:[#b  
public abstract void Play(); %OcGdbs  
}  \4ghYQ:  
uqyB5V0gh  
这样再更改MediaPlayer类的代码: K:y^OAZfV  
public class MediaPlayer w(nHD*nm  
{   iF+RnWX\  
public void Play(IMedia media) EA<}[4#jS  
{   %ICglF R  
  media.Play(); lz | 64J  
} \ u+xa{b|  
} 02JL*  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 3b[jwCt  
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。 *B)yy[8j+  
  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。 Lp:6 ;  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) ;%q39U}  
{ !{_yaVF  
IMedia media = null; 0>6DSQq~t(  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 3mt%!}S  
{ xcCl (M]+  
  case ("mp3"): X}4}&  
    media = new MP3(); farDaS[\VY  
    break; J_#R 87  
        //其它类型略; {GqXP0'  
  case ("rm"): = Rc"^oS  
    media = new RM(); 6a}r( yP  
    break;   bNzqls$  
  //其它类型略; FJM;X-UOY  
} %.x@gi q  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); =F%RLpNU4  
player.Play(media); R 4EEelSZu  
} +`| *s3M  
!DjT<dxf  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 W5DbFSgB  
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。 /nB'kg[h\  
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。 j=sBq.S  
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。 7$T8&Mh  
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: $G?(OWI}l`  
public interface IMediaFactory \%_ZV9cKF  
{ {/M\Q@j  
IMedia CreateMedia(); ^o<[. )  
} M?:\9DDd  
%JoxYy-  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: A]y*so!)>  
public class MP3Factory:IMediaFactory *=nO  
{ Q)6va}2ai  
public IMedia CreateMedia() F,Fo}YQX  
{ B\<ydN  
  return new MP3(); @&R1wr1>I5  
} LDX*<(  
} LcUlc)YH5  
//其它工厂略; U~QMR-bz  
gL]'B!dGd  
public class RMFactory:IMediaFactory hLA;Bl  
{ 5Hle-FDn9  
public IMedia CreateMedia() #MM &BC  
{ 1mUTtYU  
  return new RM(); STT2o=   
} 0$Ff#8  
} dq 8+m(7k  
//其它工厂略; jU$Y>S>l  
@ M[Q$:  
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。 Ow3a0cF[9  
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: 46ChMTt  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) BvJ=iB<E  
{ <d! 6[,W;  
IMediaFactory factory = null; X% J%A-k]  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) 8eww7k^R  
{ 7\/u&  
  //音频媒体 p":@>v?  
  case ("mp3"): ,kE=TR.|  
    factory = new MP3Factory(); @.o@-3k  
    break; QN #)F  
  //视频媒体 V_M@g;<o  
case ("rm"): { y/-:=S)A  
    factory = new RMFactory(); Ki 3_N*z  
    break;   $[Q cEk  
  //其他类型略; PN9^[X  
} .\4l'THn,0  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); 62NkU)u  
player.Play(factory.CreateMedia()); \*9Ua/H  
} T{;=#rG<  
Qi|?d7k0  
到这里,我们再回过头来看MediaPlayer类。这个类中通过单向分派,根据传递参数的不同,分别实现了不同对象的Play方法。在不用工厂模式时,这个类对象会运行得很好。作为一个类库或组件设计者来看,他提供了一个不错的接口,供客户端程序调用。 {kG;."S+K  
利用工厂模式后,现在看来MediaPlayer类已经多余。所以,我们要记住的是,重构并不仅仅是往原来的代码添加新的内容。当我们发现一些不必要的设计时,还需要果断地删掉这些冗余代码。修改后的代码如下: C,='3^Nc  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) - #Jj-t_Fe  
{ dk4D+*R  
IMediaFactory factory = null; 4]u,x`6C  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) r$?Vx_f`Q  
{     rBD2Si=  
  case ("mp3"): f~v"zT  
    factory = new MP3Factory(); , #Ln/;  
    break; %O Fj  
    //其他类型略; m|`VJ 0  
  case ("rm"): AA_@\: w^  
    factory = new RMFactory(); .hgH9$\  
    break;   jRwa0Px(  
  //其他类型略; 'M lXnHxt  
} 1::LN(`<  
IMedia media = factory.CreateMedia(); {)uU6z {'  
media.Play(); ( w5f(4  
} [DL|Ht>  
W\a!Q]pV  
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。 $BaK'7=3*  
不过,这样写客户端代码还是不够理想的,依然不够灵活,在判断具体创建哪个工厂的时候,仍需条件判断。现在看来,如果执行者没有完全和具体类分开,一旦更改了具体类的业务,例如增加了新的工厂类,仍然需要更改客户端程序代码。 iU,/!IQ  
我们可以通过反射技术、条件外置很好地做到客户端的灵活性。 mMslWe  
条件外置来实现,即通过应用程序的配置文件来实现。我们可以把每种媒体文件类的类型信息放在配置文件中,然后根据配置文件来选择创建具体的对象。并且,这种创建对象的方法将使用反射技术来完成。首先,创建配置文件: [Q=4P*G}X  
uYY=~o[ Tw  
<appSettings> >z5Oy  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> dGa@<hg  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> "s> >V,  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> !2wETs?  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> 4xpj<  
</appSettings> p ^](3Vi(  
&6Ns7w6*z  
然后,在客户端程序代码中,自定义一个初始化方法如:InitMediaType(),读取配置文件的所有key值,填充cbbMediaType组合框控件中: RpULm1b  
private void InitMediaType() {dDq*sLf  
{ { q})kO  
cbbMediaType.Items.Clear(); G IK u  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) d`UF0T  
{ htQ;m)>J:  
    cbbMediaType.Item.Add(key); ?${V{=)*X'  
} |iAEDZn  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; J/L)3y   
} A}gYcc85Z  
sK#H4y+<  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: OX`?<@6  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) *1i?6$[ "  
{  Ls lM$  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); k"0%' Y  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); >J9IRAm}sc  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; rtcJ=`)0`  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, 4 iik5  
factoryDllName).Unwrap(); Io2,% !D  
IMedia media = factory.CreateMedia(); JN-D/s  
media.Play(); fmtuFr^a1  
} zI1(F67d`  
d$4WK)U  
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。 b8eDD+ulk  
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: hT\p)w  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 nR(#F9  
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