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
  • 6622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) BC0c c[x  
d ;7pri)B  
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。 =QKgsgLh  
一、传统过程化设计思想 q9]^+8UP  
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: {ALBmSapK"  
public class MediaPlayer A%czhF  
{   yU8Y{o;:  
private void PlayMp3() +]~w ?^h  
{ 8UY=}R2C  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); pQ-^T.'  
} 36A.h,~  
oTV8rG  
private void PlayWav() SAxa7B/U2  
{ mEc;-b f  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); g KmRjK  
} Wj{Rp{}3  
i,b7Ft:F&  
public void Play(string audioType) ^@5ui;JV  
{   !7a^8   
  switch (audioType.ToLower()) &)f++(i  
  { 6Cv2>'{S  
    case ("mp3"): "qP^uno  
    PlayMp3(); P+%)0*W  
    break; g!) LhE  
    case ("wav"): Kac j  
    PlayWav(); V<7K!<g)b  
    break;       eYSGxcx  
  }   SUi1*S  
} !}Ou|r4_  
} G mUs U{  
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。 41Q   
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。 huD\dmQ:]  
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_G /e  
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。 4bJ2<j  
二、面向对象设计思想 #vZ]2Ud= 2  
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! 0N[DV]  
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: hz|z&vyP  
public class MP3 {Ljl4Sp&  
{ ^?.:}  
public void Play() iF_r'+j  
{ P;o>~Y>x  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); cyP* QW[  
} BNoCE!  
} "91At b;hJ  
W]Y!ZfGnN  
public class WAV @`+$d=rO`  
{ gsq[ 9  
public void Play() f(MHU   
{ ~U*N'>'=)  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); VGUDUM.8  
} .VEfd4+ni{  
} e4H0<h }{  
e%0#"6}  
Public class MediaPlayer M|kDys  
{ o[r6sz:  
  switch (audioType.ToLower()) IV#f}NrfD  
  { wQuaB6E  
    case ("mp3"): 0]w[wc <  
        MP3 m = new MP3(); ]fS~N9B  
    m.Play(); &OR*r7*Z  
    break; w[vIPlSdS  
    case ("wav"): x4A~MuGU  
    WAV w = new WAV(); wQS w&G  
w.Play(); K]*ERAfM%m  
    break;       !J(,M)p!  
  } ITqigGan%  
}   bme#G{[)Y  
  现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 <21^{ yt1  
  2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) w8#>xV^~  
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 \R6T" U  
public class AudioMedia R M+K":p  
{ Nl)jQ  
public void Play() AS"|r  
{ tYNt>9L|  
  MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); [>9"RzEl  
} !4.^@^L|\  
} "8dnFrE  
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 [a*>@IR  
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: ]BD5+>;  
public abstract class AudioMedia ~{$'sp0  
{ aYCzb7  
public abstract void Play(); 4xn^`xf9  
} V+ ~2q=  
MCpK^7]k  
public class MP3:AudioMedia $=SYssg7La  
{ ^M5uLm-_s  
public override void Play() "8TMAF|i4  
{ rL/7wa  
  MessageBox.Show("Play the mp3 file."); He;%6OG{  
} 'eY[?LJ]U  
} ddhTr i'f  
\ iSBLU  
public class WAV:AudioMedia ?G<I N)  
{ v") W@haU  
public override void Play() %9)J-B  
{ %D0Ws9:|  
  MessageBox.Show("Play the wav file."); '=Y~Ir+  
} 3o/ a8  
} |i}g7  
7+r5?h|  
public class MediaPlayer .[85<"C  
{   k6XmBBIj-  
  //根据需要完成任务的单向分派 b:I5poI3  
public void Play(AudioMedia media) -7VV5W  
{   1c~#]6[  
  media.Play(); .u3W]5M|  
}  o*1`,n  
} G"sc;nT  
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 m 4LM10  
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 RA67w&  
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: E?o8'r  
public abstract class VideoMedia pra&A2Y\  
{ +mv%z3"j;  
public abstract void Play(); r:Cid*~m  
} \1_&?( pU  
t ?'/KL  
public class RM:VideoMedia S|w] Q  
{ 7)wq9];w  
public override void Play() 6RodnQ  
{ ~ZN9 E-uL  
  MessageBox.Show("Play the rm file."); d>psqmQ  
} l(4./M  
} ,Gx=e!-N5  
%=eD)p7l-  
public class MPEG:VideoMedia 3iL&;D  
{ <u/({SZ&  
public override void Play() Md{f,,E'^@  
{ tJ=zk3BN~  
  MessageBox.Show("Play the mpeg file."); %,RU)}  
} eA^|B zU  
} @eU/g![u  
!PbFo%)  
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 ka [NYW{.  
  不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: P*sCrGO%  
K6hN N$F!  
public interface IMedia +q%goG8  
{ IvH+94[)  
void Play(); #+nv,?@  
} <N&f >7  
DL{a8t1L  
public abstract class AudioMedia:IMedia F\<i>LWT'  
{ j'n= Xh  
public abstract void Play(); j`l K}  
} _zwuK1e  
M/;g|J jM  
public abstract class VideoMedia:IMedia .1}(Bywm5  
{ ?! Gt. fb  
public abstract void Play(); 7|Y8^T s  
}  t/(j8w  
)}5r s  
这样再更改MediaPlayer类的代码: b7mP~]V  
public class MediaPlayer &T}e9 3]  
{   -&tiM v  
public void Play(IMedia media) =p$Wo  
{   +R$KEGu~0Y  
  media.Play(); Ne_>%P|I_  
} Jq)k?WS  
} x|5/#H  
  现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 5P x_vtqP  
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。 OD|&qsbL  
  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[J',  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) %R>MSSjvr  
{ VvKH]>*  
IMedia media = null; `#U6`[[  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) +__Rk1CVh  
{ cKAl 0_[f"  
  case ("mp3"): na)ceN2h  
    media = new MP3(); x #g,l2_!  
    break; Q5JeL6t  
        //其它类型略; +^:K#S9U  
  case ("rm"): :{2$X|f 3  
    media = new RM(); x]T;W&s  
    break;   u{ /gjv  
  //其它类型略; yD"sYT   
} Mk;j"ZD F  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); ^bGi_YC  
player.Play(media); e#^by(1@}  
} ]B||S7idq  
XF6= xD  
2.2设计模式、条件外置及反射技术的应用 zFIKB9NUn  
随着需求的增加,程序将会越来越复杂。此时就应调整设计思想,充分考虑到代码的重构和设计模式的应用。最后当设计渐趋完美后,你会发现,即使需求不断增加,你也可以神清气爽,不用为代码设计而烦恼了。 ]=Q'1%  
为了实现软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。我们不访用设计模式、条件外置及反射来实现。 0kfw8Lon  
使用工厂模式,能够很好地根据需要,调用不同的对象(即动态调用),保证了代码的灵活性。 _i#Z'4?2E  
虽然这里有两种不同类型的媒体AudioMedia和VideoMedia(以后可能更多),但它们同时又都实现IMedia接口,所以我们可以将其视为一种产品。媒体工厂接口如下: 50A_+f.7%  
public interface IMediaFactory 0Jr< >7Q1  
{ eF@E|kK  
IMedia CreateMedia(); fCR;Fk2B  
} &D#v0!e~x  
`x{gF8GV  
然后为具体的媒体文件对象搭建工厂,并统一实现媒体工厂接口: :1Cc~+]w(u  
public class MP3Factory:IMediaFactory DGnswN%n1  
{ lLv0lf  
public IMedia CreateMedia() xB#E&}Ho  
{ cAS5&T<  
  return new MP3(); cjk5><}`H7  
} 8:bNFgJD  
} +FR"Gt$g  
//其它工厂略; XijQ)}'C3  
I( e>ff  
public class RMFactory:IMediaFactory ';%g^!lM a  
{ D~}4N1  
public IMedia CreateMedia() qMkP/BjV  
{ [(mq8Nb  
  return new RM(); $nW>]S\|  
} /e\dsC{uJ  
} y:L|]p}huE  
//其它工厂略; zoU.\]#C  
57r)&8  
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。 .IgQn|N  
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: [B[J%?NS  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) PZs  
{ Z:Wix|,ONS  
IMediaFactory factory = null; yLP0w^Q  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) \Ip<bbB0  
{ -h}J%UV  
  //音频媒体 {)M4h?.2  
  case ("mp3"): NKRXY~zHh  
    factory = new MP3Factory(); 7~&Y"&  
    break; V4>P8cE  
  //视频媒体 6`i'  
case ("rm"): g7pFOcV  
    factory = new RMFactory(); }|d:(*  
    break;   v|xlI4  
  //其他类型略; VO9<:R  
} )Jc>l;G(M  
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); C+Z"0\{o  
player.Play(factory.CreateMedia()); Smp+}-3O  
} a5iMCmL+  
SV~xNzo~  
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。 y-U(`{[nM  
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: #3S/TBy,  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) DCm;dh  
{ Z7v~;JzC#  
IMediaFactory factory = null; }y1M0^M-$  
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) LLE~V~j  
{     e0TnA N  
  case ("mp3"): ) E\pQ5&  
    factory = new MP3Factory(); @l8?\^N  
    break; g 0L 4  
    //其他类型略; UpITx]y?"m  
  case ("rm"): [|YMnV<B  
    factory = new RMFactory(); z(ajR*\#  
    break;   B@4#y9`5  
  //其他类型略; E_OLf%um  
} "~ /3  
IMedia media = factory.CreateMedia(); xfzR>NU  
media.Play(); ;Cwn1N9S  
} gOkO8P6P8  
{MS&t09Wh  
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。 YW5E |z  
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。 /X?Nv^Hy  
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。 Wi[Y@  
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: ru&RL HFV  
;KhYh S(q  
<appSettings> -nW{$&5AF  
<add key="mp3" value="MediaLibrary.MP3Factory" /> lbPxZ'YO#  
<add key="wav" value=" MediaLibrary.WAVFactory" /> m H?hzxa+  
<add key="rm" value=" MediaLibrary.RMFactory" /> xU&rUk/L  
<add key="mpeg" value=" MediaLibrary.MPEGFactory" /> @ZVc!5J_,  
</appSettings> 17GyE=Uu  
Xk3Ufz]QN  
然后,在客户端程序代码中,自定义一个初始化方法如:InitMediaType(),读取配置文件的所有key值,填充cbbMediaType组合框控件中: ,uw &)A  
private void InitMediaType() ka hv1s-  
{ ?z6C8T~+  
cbbMediaType.Items.Clear(); L=$P  
foreach (string key in ConfigurationSettings.AppSettings.AllKeys) fkYQ3d,`  
{ L \$zr,=C  
    cbbMediaType.Item.Add(key); |!|`Je3 K  
} 0K!9MDT}*  
cbbMediaType.SelectedIndex = 0; g/E;OcFaO  
} >eXNw}_j  
23>?3-q  
最后,更改客户端程序的Play按钮单击事件: B[$e;h*Aw[  
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) g (~&  
{ ldxUq,p  
string mediaType = cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower(); yF:fxdpw  
string factoryDllName = ConfigurationSettings.AppSettings[mediaType].ToString(); aZ'p:9e  
//MediaLibray为引用的媒体文件及工厂的程序集; xnLfR6B  
IMediaFactory factory = (IMediaFactory)Activator.CreateInstance(“MediaLibrary”, U t%ie=c  
factoryDllName).Unwrap(); WRgz]=W3w  
IMedia media = factory.CreateMedia(); _w26iCnB{  
media.Play(); RHxd6Gs"  
} 1~*_H_Q't  
r}991O<  
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。 sqy5rug  
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: %6n;B|!  
<add key="AVI" value="MediaLiabrary.AVIFactory" />。 pp:+SoyN  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八