面向对象设计模式在数据批量处理过程中的研究与应用

戎小群

摘要：在软件开发过程中，随着软件开发的进展，代码的冗余已经成为不可忽视的现象，这严重地影响软件开发的进度，同时也会造成系统维护的困难，因此代码是否精简直接影响应用系统的可维护性。该文通过具体的案例来说明，如何在恰当地应用面向对象设计模式的基础上，解决代码冗余的方法，以提高应用系统的可维护性。

关键词：面向对象设计原则;模板方法模式;DAO模式;代码冗余

中图分类号：TP311       文献标识码：A      文章编号：1009-3044（2018）36-0227-03

1 背景

软件开发过程中，常常会伴随着代码冗余，它降低了软件应用系统的可维护性，从而影响软件应用系统开发效率。按照目前软件迭代开发的理论，软件开发需要首先完成初始可运行的版本，然后逐渐迭代，最终达到面向对象的设计目标，其中也包含了减少代码冗余。因此，在迭代过程中，需要仔细分析可能出现代码冗余的模块，通过设计技术手段，消除代码冗余，最终提高软件开发效率，确保软件系统的可维护性。

该文就是讨论如何应用合适的面向对象设计模式，在实现数据批量处理过程中，消除代码冗余的方法。

2 面向对象的设计

2.1 面向对象设计目标

可扩展性（Extensibility）：可以将新功能添加到系统中。

灵活性（Flexibility）：在添加新功能代码的过程中，尽可能地减少修改量。

可插入性（Pluggability）：能将一个组件替换具有同样接口的另一个组件。

2.2 面向对象的设计原则

在常用的面向对象设计原则中，开-闭原则（The Open-Close Principle，OCP）是面向对象的可复用设计的基石，此外还有单一职责原则（The Single Responsiblity Principle，SRP）、Liskov替换原则（The Liskov Substitution Principle，LSP）、依赖倒置原则（The Dependency Inversion Pricinple，DIP）和接口隔离原则等。这些设计原则是实现“开-闭原则”的手段和工具。

2.3 面向对象设计的具体思路

1） 在客户端尽量采用面向抽象或接口编程;

2） 高内聚，低耦合;

3） 采用恰当的面向对象设计模式，以提高软件开发的效率，达到减少代码冗余的目的。

2.4 面向对象的设计模式

设计模式（Design pattern）是一套能被反复使用的代码设计经验的总结。它使代码编写真正实现了工程化，是软件工程的基石脉络。

1） 数据访问对象（DAO）模式：主要用于软件架构的数据层，其主要功能为完成数据的编辑（添加、删除和修改）与查询。

DAO模式通常需要VO（值对象），通常一个DAO对应一个VO对象。

2） 模板方法模式：在父类中定义一个通用的操作，将其中一些具体功能延迟到子类中，从而在不改变原操作定义的条件下实现功能的扩展。

模版方法模式通常由一个抽象类和若干个具体子类组成，抽象类中的方法分为三种：

2.5 数据批量处理时的代码冗余现象

信息管理应用系统在信息处理时，均会频繁地访问数据库，访问数据库的目的主要由如下几种形式：

1） 往数据库添加数据;

2） 修改数据库中的数据;

3） 删除数据库中的数据;

4） 查询数据库中的数据。

在应用软件系统中，常用数据层来完成与数据库的交互，常常采用DAO（数据访问）模式。由于数据库的连接是一个“贵重”资源，因此，为了提高效率，常常要求一次连接能够完成批量数据的处理。那么如何才能高效地完成数据批量的处理（即，增删改查）？

2.6 模板方法模式在批量数据处理中的应用

2.6.1 案例

假设数据库testdb中包含两个roles和users两个表对象。这两个表对象的结构如下：

在对数据库中的表进行访问时，通常建立表与VO（值对象）类一一对应关系，如，以上两表各自建立一个JaveBean（Role和User）类，类中的属性分别对应表中的字段。同时分别创建两个访问两个表数据的DAO（RoleDAO和UserDAO）类。一旦数据库表的数量增加，相应的DAO也需要增加，代码的冗余将会产生;另外，即使对数据库中的一个表进行批量数据处理时（增删改查），也会出现代码的冗余。

2.6.2 设计思路

首先，解决批量数据处理时的编辑（即，增删改）操作所引起的代码冗余。

在对数据库表进行编辑（增删改）操作时，所有与表对应的VO（值对象）类都附加一个操作码，以代表是何种编辑（增加、删除、修改）。由此，从VO类中抽象出一个所有VO类的共同父类AbstractData，此类为抽象类。如图2所示。

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圖2    VO类图

通过应用模板方法模式，创建DAO类的父类AbstractDAO，该类为抽象类。如图3所示。

AbstractDAO中的方法说明：

1） 模板方法：

protected final int addRecords（Connection conn， ArrayList<AbstractData>datas）

protected final int deleteRecords（Connection conn， ArrayListdatas）

protected final int updateRecords（Connection conn， ArrayList<AbstractData>datas）

2） 抽象方法：

如下的三个方法分别完成返回添加、删除和修改的SQL语句的功能。

protected abstract String getAddSQL（）

protected abstract String getDeleteSQL（）

protected abstract String getUpdateSQL（）

如下的三个方法分别完成对象转化为记录的功能。

protected abstract void handleAdd（PreparedStatementpstm， ArrayList<AbstractData>）

protected abstract void handleDelete（PreparedStatementpstm， ArrayList<AbstractData>）

protected abstract void handleUpdate（PreparedStatementpstm， ArrayList<AbstractData>）

以上六个抽象方法，均由DAO子类实现。

模板方法的代码示例如下：

protected final int addRecords（Connection conn， ArrayList<AbstractData>datas）{

int count = 0;

String sql = getAddSQL（）;

try{

PreparedStatementpstm = conn.prepareStatement（sql）;

handleAdd（pstm， datas）;

int[] amt = pstm.executeBatch（）;

for（int i = 0; i < amt.length; i++）{

count += amt[i];

}}catch（SQLException e）{

}finally{

if（pstm ！= null）{

pstm.close（）;

}}return count;

}public String editRecords（ArrayList<AbstractData>datas）{

ArrayList<AbstractData>addList = new ArrayList<AbstractData>（）;

…

Connection conn = ConnectionFactroy.getConnection（）;

int add = addRecords（conn， addList）;

…}

DAO類的继承关系如图4所示。

DAO类与VO类之间的关系如图5所示。

3 结束语

在进行软件开发的过程中，需要灵活恰当地应用设计模式，并将几种设计模式进行组合，在应用设计模式时，需要掌握设计模式的应用场合以及能解决什么开发问题。在应用设计模式时，要注意以下几个方面的问题：

1） 不能在需求不明确时，确定设计模式;

2） 不能为了设计模式而使用设计模式;

3） 不能“生搬硬套”设计模式;

4） 在迭代开发的过程中，完善与明确设计模式。

参考文献：

[1] 23种设计模式（6）：模版方法模式[EB/OL].http：//www.importnew.com/15546.html.

[2] Alan Shalloway， James R Trott.设计模式解析[M]. 徐言声， 译.2版. 北京：人民邮电出版社， 2007（10）.

[3] 巴拉赫，兰宝. UML面向对象建模与设计[M].车皓阳，杨眉， 译. 2版.北京：人民邮电出版社， 2006（1）.

[通联编辑：谢媛媛]