設計模式在圖上信息關聯查詢中的應用

◆趙玉林 馮 燕

(中國電子科技集團公司第二十八研究所 江蘇 210000 )

0 引言

在作戰指揮控制中，指揮員需要對戰場環境信息進行查詢和顯示，包括敵我雙方的機場、港口、部隊部署等，其中查詢方式需要支持按屬性查詢、按名稱查詢、按矩形區域、按圓形區域查詢等多種查詢方式；查詢結果需要以軍標、列表、文字、圖片等多種展現形式進行展現；查詢結果需要支持刪除、定位、閃爍等控制操作。同時指揮員在使用過程中，根據作戰需求提出了新的查詢內容以及展現方式。針對上述需求，本文基于設計模式的設計思想，構造了一個良好的、松耦合的軟件架構，以適應指揮員使用需求變化的需要，具備較好的適應性和可擴展性。

1 MVC設計模式

對于界面設計可變性的需求,MVC把交互系統的組成分解成模型、視圖、控制三種部件[1-2]。模型、視圖與控制器的分離,使得一個模型可以具有多個顯示視圖。如果用戶通過某個視圖的控制器改變了模型的數據,所有其它依賴于這些數據的視圖都應反映到這些變化。因此,無論何時發生了何種數據變化,控制器都會將變化通知所有的視圖,導致顯示的更新。這實際上是一種模型的變化——傳播機制。

視圖(View) 指的是用戶交互界面，在MVC 設計模式中，將界面展示與業務流程的處理相分離，視圖只負責界面數據和用戶請求的采集和簡單處理，而將業務流程的處理完全交給模型部分。同時，接受模型的處理結果顯示給用戶。

控制器(Controller)指的是用戶請求的接收和轉發，控制從視圖接收用戶請求，并不對用戶提供的業務數據進行任何處理，而是根據用戶提供的業務信息傳遞給相應的模型進行處理，模型處理完成后，再選擇相應的視圖展示給用戶。

模型(Model)指的是業務流程的處理。模型是MVC 設計模式的核心，封裝了系統的核心流程和業務規則。模型接受來自視圖的用戶請求或數據，并將處理結果返回給視圖，業務流程的處理過程對其它模塊是封裝的，僅提供訪問接口，保證了模塊間的獨立性，使系統易于維護。當用戶對界面顯示有新的要求時，并不需要修改后臺的業務邏輯，反之，當業務邏輯發生變化時，也能夠保持用戶界面不變。

采用MVC模式可以清楚地分離用戶界面與業務邏輯，能夠為系統開發提供基本的分析方法和清晰的設計框架，能夠將模塊的功能限制在局部范圍內，降低系統的耦合度，從而提高軟件性能、可維護性以及代碼復用率，從而達到提高軟件質量的目的。

2 軟件設計與實現

軟件框架，在實際使用過程中，參謀人員主要關注的是態勢圖形屏，其操作也主要是基于態勢圖形進行的，圖上信息關聯查詢應能夠提高參謀人員查詢相關資料并進行方案、計劃擬制以及圖形的標繪的效率。信息的分類須從用戶的角度出發，達到合理、快速、方便、直觀和可用。具體包括：查詢信息的圖示化，如敵我當面兵力的火力范圍、部署兵力的作戰半徑、最快到達作戰區域的時間等；查詢信息的關聯化：如從海域（空域等）查詢作戰平臺、從作戰平臺查詢裝備、從裝備查詢性能；同時也可反向查詢平臺隸屬單位、任務使命等。

綜合考慮用戶需求，態勢圖形屏承擔著向用戶顯示問題模型、與用戶進行操作和I/O 交互的職責，用戶一方面希望保持用戶界面穩定，另一方面又要求態勢圖形屏必須根據用戶需要進行顯示內容和顯示形式的調整。基于MVC設計模式構建了圖上信息關聯查詢的軟件架構，如圖1 所示。

圖上信息關聯查詢軟件按照三層結構分為表示層、業務層和數據層。MVC 設計模式中的視圖和控制器的功能在表示層中實現；模型則涵蓋了三層架構中的業務層和數據層。在業務層我們定義了業務實體對象和業務處理對象；數據層包括數據對象、數據訪問組件等。控制器通過態勢圖形屏獲取用戶請求，并將其反饋給模型，實現對模型的查詢控制，協調模型與視圖之間的交互；數據庫為模型提供數據服務，數據訪問對原始數據進行操作，完成與業務邏輯之間的交互；通過數據層和業務層對查詢請求的處理，模型將查詢數據返回視圖，由控制器進行顯示樣式的選擇，最終將用戶請求的查詢結果以不同顯示樣式的形式返回給態勢圖形屏。

圖1 MVC設計模式在圖上信息關聯查詢中的應用模型

3 視圖設計與實現

提供統一的查詢結果數據的顯示樣式，包括軍標、列表、文字、圖片等，可支持同時顯示其中的一種或多種，如圖2所示。

4 控制器的設計與實現

設計模式中的Command模式可以將調用操作的對象與知道如何實現該操作的對象解耦。命令是頭等的對象,可像其他的對象一樣被操縱和擴展,還可將多個命令裝配成一個復合命令。另外,使用Command模式,增加新的命令很容易,因為這無需改變已有的類。因此采用Command模式，將一個查詢請求封裝為一個對象,綁定一個接收者對象到一個動作并調用接收者的相應操作以實現Execute，見表1。

圖2 查詢結果數據顯示樣式

表1 查詢命令表

5 模型的設計與實現

模型用來管理應用程序域的行為和數據，可分為業務邏輯層和數據訪問層。業務邏輯層從控制器接收用戶查詢請求，對業務邏輯進行處理，并將處理結果返回給控制器，以供控制器選擇視圖顯示。數據訪問層封裝了與數據庫連接和交互的公共操作，專門處理與數據庫相關的操作。

6 業務邏輯層

6.1 基于XML的查詢配置文件設計

XML (eXtensible Markup Language) 即可擴展標識語言，它是用于標記電子文件使其具有結構性的標記語言[3-4]，描述了文檔數據對象的結構和意義，不需要對特定領域提供特殊的支持，也不需要任何插件，相對于以往任何一種標記語言，它具有如下特點：

（1）XML是描述數據的標記語言，它允許將數據組織成數據結構，用戶可以按照自己的需要剪裁數據；

（2）XML是可擴展的，用戶可以自行定義自己的標記和文檔結構，可以在XML文檔中以自己的方式組織數據，以便更好地從語義上修飾數據，這樣就能以容易而一致的方式格式化和傳送數據；

（3）XML文件結構嚴謹，每一個XML文件都有物理和邏輯結構：物理上而言，文件由稱為實體的單元組成；邏輯上而言，文件由聲明、元素、注釋、字符引用和處理指令組成，物理和邏輯結構必須嚴格地嵌套，并且其嵌套可以復雜到任意程度，能表示面向對象的等級層次；

（4）XML文件是可校驗的，它可以包括一個語法描述，使應用程序可以對此文件進行結構確認。

我們將查詢命令、查詢內容、結果顯示類型、關聯查詢通過xml文件進行形式化表示，如圖3，其中關聯查詢配置見圖4。

圖3 查詢配置示意圖

圖4 關聯查詢配置示意圖

6.2 業務邏輯處理設計

業務邏輯處理流程包括查詢命令解析與匹配、查詢結果獲取、查詢結果封裝等，具體業務邏輯處理信息流程見圖5。

（1）查詢命令解析與匹配

接收從圖上信息查詢顯示服務的查詢命令并進行解析，以分類編碼、編碼和敵我屬性為匹配關鍵字與查詢基本配置進行匹配關聯，自動獲取查詢語句。

（2）查詢結果獲取

根據自動匹配獲取的查詢語句調用通用數據庫查詢組件從數據庫中獲取查詢結果，并生成統一的格式文件。

（3）查詢結果封裝

讀取指定格式的文件，并根據查詢配置的查詢結果顯示樣式進行查詢結果的封裝，其中進一步的關聯查詢命令，通過關聯查詢配置進行組裝，如可將圖4所示中的關聯查詢配置組裝成“INQ GC 5 BD 1 xx部隊” 關聯查詢命令，菜單名為“維護部隊”。業務邏輯處理在接收到該查詢命令時，與圖3中的第二條查詢配置進行匹配。

圖5 業務邏輯處理流程圖

7 數據訪問層

設計通用數據庫查詢組件負責與數據庫建立連接，封裝數據庫方法，提供數據獲取接口，屏蔽了對數據庫訪問的細節和編碼特征。可將數據存成指定格式的數據文件，包括有標題和無標題兩種格式，見圖6，同時支持圖片數據的獲取，可將圖片數據生成為指定文件。

圖6 數據文件示意圖

8 結束語

圖上信息關聯查詢軟件采用MVC模式設計和開發，使得整個軟件架構結構清晰，容易進行模塊劃分，增強各層和各模塊的高內聚、低耦合的特性，使各模塊的開發相對獨立，從而使軟件的擴展性、復用性和維護性得到極大的提高，給系統的開發、擴展、維護帶來了方便；且由于不同層各司其職，每一層不同的應用具有某些相同的特征，這有利于通過工程化、工具化產生管理程序代碼，可以很容易地再加入新的業務和功能，從而適應各種需求的變化。

[1]Erich Gamma，李英軍.設計模式-可復用面向對象軟件的基礎.機械工業出版社，2000.

[2]陳超，金晶.態勢顯示軟件人機界面建構方法研究[J].指揮信息系統與技術，2011.

[3]胡海靜，王育平.XML技術精粹.機械工業出版社，2002.

[4]陳超，金晶.CISR系統進程間數據推送方式改進及應用[J].指揮信息系統與技術，2012.