如何設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用軟件

當(dāng)今時(shí)代軟件行業(yè)各種新的技術(shù)層出不窮。但是我認(rèn)為軟件行業(yè)最根本的技術(shù)在于以下幾個(gè)內(nèi)容：
1、操作系統(tǒng)。
2、編譯系統(tǒng)。
3、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
4、協(xié)議。
5、算法。
6、應(yīng)用軟件。

這六種技術(shù)構(gòu)成了各種各樣新技術(shù)的根基。

計(jì)算機(jī)發(fā)展至今，以應(yīng)用軟件種類(lèi)最為煩多。國(guó)外有著眾多商業(yè)化的應(yīng)用軟件提供商。Windows下我們所熟知的應(yīng)用軟件有：MS Office\Photoshop\Flash\Firework等。我這里所討論的應(yīng)用軟件指的是經(jīng)典的應(yīng)用軟件，它們有一些共同的特點(diǎn)：可以創(chuàng)建新的文檔，可以保存文檔，可以讀取文檔，可以對(duì)文檔按要求進(jìn)行修修改改。Windows下記事本可以認(rèn)為是最簡(jiǎn)單最基本的應(yīng)用程序。而其它一些軟件，例如掃雷、紙牌歸入游戲軟件，winamp歸入娛樂(lè)軟件，DAEMON Tools Lite歸為工具軟件，它們均不歸入我在這里所討論的應(yīng)用軟件。

國(guó)內(nèi)的應(yīng)用軟件能夠在國(guó)際舞臺(tái)上占據(jù)一席之地的并不多。歸根結(jié)底是利益的問(wèn)題，因?yàn)閼?yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)存在著開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)非常重要、需要開(kāi)發(fā)人員多、投入大等問(wèn)題，并且短期內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)贏利。我們可以想像，從頭開(kāi)發(fā)一個(gè)類(lèi)似于Photoshop的軟件，需要多少人月才能完成。因此國(guó)內(nèi)的許多廠商寧可花費(fèi)巨資去開(kāi)發(fā)游戲，因?yàn)橛螒蛴杏行У内A利方式。

應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)需要沉淀。這里的沉淀理解為“一個(gè)城市有著深厚文化的沉淀”的沉淀。因?yàn)閼?yīng)用軟件總是在不斷的升級(jí)過(guò)程中。升級(jí)似乎不會(huì)有盡頭。升級(jí)也伴隨著操作系統(tǒng)的升級(jí)。有時(shí)可能需要將應(yīng)用軟件從一個(gè)平臺(tái)移動(dòng)到另一個(gè)平臺(tái)上。升級(jí)的主要目的是增加新的功能，增加合理的智能提示，校正以前的一些BUG，改變更加優(yōu)美的界面等等。例如我們所熟知的MS Office的升級(jí)之路：MS Office 97/MS Office 2000/MS Office XP/ MS Office 2007，這中間可能還會(huì)有我漏掉的一些版本。

很顯然，應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)非常重要。一個(gè)好的設(shè)計(jì)可以使得優(yōu)秀的軟件在升級(jí)過(guò)程中后來(lái)居上，一個(gè)不好的設(shè)計(jì)可能會(huì)使得開(kāi)發(fā)陷入泥潭，使得升級(jí)工作無(wú)法進(jìn)行。

以下內(nèi)容我以我所寫(xiě)的MyUML建模軟件為例，討論如何設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用軟件，希望能夠給希望從事這一領(lǐng)域的人們一點(diǎn)啟示。myuml在ww.myuml.net下載。

寫(xiě)MyUML的過(guò)程中，我感覺(jué)到寫(xiě)應(yīng)用軟件可以歸納為一個(gè)框架模式，我這里所說(shuō)的模式可以理解為“分析和設(shè)計(jì)模式”中的模式。實(shí)質(zhì)上這種模式類(lèi)似于MVC模式，我只不過(guò)是將其具體化、拓展。

一、首先要考慮開(kāi)發(fā)平臺(tái)、開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。
如果使用Java語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可能就不需要考慮運(yùn)行的操作系統(tǒng)了。例如建模軟件中的argoUML，在Linux和Windows下都能不做更改、很好的運(yùn)行。但是Java語(yǔ)言所寫(xiě)的軟件在速度上還是偏慢，不過(guò)隨著電腦硬件速度的提高，這個(gè)問(wèn)題正在得到解決。

如果在Windows下進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可能還需要考慮微軟公司的ActiveX技術(shù)，通俗的講，就是可以直接在瀏覽器中使用我們所編寫(xiě)的應(yīng)用程序打開(kāi)我們的應(yīng)用程序所支持的文檔，或者在Word中直接插入我們的應(yīng)用程序所支持的文檔，或者在我們的應(yīng)用程序中插入Excel文檔等等。

我一直比較偏愛(ài)c++，因此使用了c++來(lái)寫(xiě)這一個(gè)應(yīng)用程序。為了便于移植，沒(méi)有考慮微軟公司的COM技術(shù)。

二、應(yīng)用軟件的內(nèi)核：對(duì)象或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法
很顯然，面向?qū)ο笙鄬?duì)于面向過(guò)程更適用于寫(xiě)應(yīng)用軟件。
這里涉及到主要問(wèn)題是應(yīng)用軟件應(yīng)該采用怎么樣的對(duì)象來(lái)表達(dá)對(duì)應(yīng)的文檔。

注意在此時(shí)，我們的應(yīng)用程序還沒(méi)有任何圖形化的界面。我們希望能做的內(nèi)核能夠達(dá)到這樣的要求就行了：在測(cè)試程序中，說(shuō)的通俗一點(diǎn)，就是我們寫(xiě)一個(gè)main函數(shù)，然后在該函數(shù)中，我們可以創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，然后調(diào)用該對(duì)象的各種方法，跟蹤其方法，查看是否能夠?qū)崿F(xiàn)要求。

例如我寫(xiě)MyUML的過(guò)程中，就一直使用這種方法來(lái)測(cè)試內(nèi)核的正確性。我會(huì)創(chuàng)建一個(gè)模型對(duì)象，然后調(diào)用這個(gè)對(duì)象的“添加包”方法、“添加類(lèi)”方法等等。做這些事的時(shí)候，我甚至根本就沒(méi)有考慮過(guò)以后的用戶(hù)接口界面也就是圖形界面究竟是什么樣子。

三、應(yīng)用軟件的文檔：文件、文件格式、文件保存及讀取。

通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)實(shí)用的應(yīng)用軟件，其文檔所對(duì)應(yīng)的對(duì)象（或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）是非常復(fù)雜非常龐大的。例如Word，一篇文檔可能包括各種不同格式的文字、插入的圖像、自己繪制的圖形、甚至還有鏈接的Excel對(duì)象等等。因此這里還有一個(gè)大的問(wèn)題需要解決：如何將這個(gè)對(duì)象的所有信息正確地保存到文件上及如何將其從文件中正確的讀取出對(duì)應(yīng)的文檔對(duì)象？

解決這個(gè)問(wèn)題同樣有多種方式，一種方式是創(chuàng)建自己的專(zhuān)有文件格式，例如DOC文檔、FLASH動(dòng)畫(huà)文檔、Photoshop所創(chuàng)建的PSD文檔，這時(shí)自己可能需要做詳細(xì)的文檔（這里的文檔指的是記錄這些專(zhuān)有文件格式的文檔），將這些格式進(jìn)行記錄，供開(kāi)發(fā)人員參考。第二種方式是采用公開(kāi)的文件格式，當(dāng)然最好采用標(biāo)準(zhǔn)化后的文件格式。第三種方式是采用XML來(lái)記錄文件格式。

我使用的是第三種方式。XML用來(lái)記錄對(duì)象信息有一種獨(dú)天得厚的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然具體內(nèi)容請(qǐng)各位朋友們參考相關(guān)書(shū)籍。在這里涉及到第一個(gè)支持庫(kù)的問(wèn)題：是使用已有的XML解析庫(kù)還是自己寫(xiě)一個(gè)XML解析庫(kù)？當(dāng)然網(wǎng)上也有開(kāi)源的高手們所寫(xiě)的XML解析庫(kù)拿來(lái)參考。我最后選擇了APACHE的XERCES_C解析庫(kù)。

談到庫(kù)的時(shí)候順便談一下STL庫(kù)。STL雖然是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，但是有許多實(shí)現(xiàn)。到底選擇哪一個(gè)呢？仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智。我選擇的是STL port。

這些庫(kù)中也可能會(huì)存在BUG或者不足之處。當(dāng)然出現(xiàn)BUG的可能性是非常非常小的。如果碰到對(duì)中文的支持不夠，改為Unicode編碼即可。同時(shí)建議我們寫(xiě)程序的時(shí)候，如果有用到這些庫(kù)，最好循規(guī)蹈矩，不要玩花樣。

四、應(yīng)用軟件的界面及各種輔助庫(kù)。
如果內(nèi)核寫(xiě)出了一個(gè)大概，就可以考慮寫(xiě)界面。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)核不可能一次到位，最終還是要修改的，不過(guò)只要將內(nèi)核和界面的接口處理好，實(shí)現(xiàn)我們軟件工程中的最小耦合，內(nèi)核和界面的相互間的影響并不大。

商業(yè)廠家可以請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士設(shè)計(jì)界面。相對(duì)來(lái)說(shuō)，界面離不開(kāi):框架窗口、菜單、工具欄。用戶(hù)使用應(yīng)用軟件通常從菜單入手或者從工具欄入手。

我們個(gè)人寫(xiě)界面通常也不大可能直接從Windows SDK寫(xiě)起，當(dāng)然排除一些高手。順便提一句，我看過(guò)羅云彬先生的《Win32匯編教程》（書(shū)名忘記了，大致是這個(gè)意思，現(xiàn)在我這里不能上網(wǎng)，不能確定），看完后，我認(rèn)為完全可以從匯編語(yǔ)言寫(xiě)界面，不過(guò)效率可能會(huì)低一點(diǎn)。

界面庫(kù)也有許多可以供選擇。Windows下最有名的當(dāng)然是MFC了。我寫(xiě)MyUML的時(shí)候，QT還沒(méi)有出LGPL許可證，c系的圖形庫(kù)我用著實(shí)在是有些不習(xí)慣。最后我選擇了MFC。

同時(shí)我們可能還需要一些寫(xiě)一些輔助庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的應(yīng)用程序。例如在MyUML建模軟件中，需要處理繪圖，因此我將相應(yīng)的繪圖的功能寫(xiě)在一個(gè)圖形庫(kù)中。

五、應(yīng)用軟件的視圖
視圖的功能是將文檔以可視的方式顯示給用戶(hù)。我們可能會(huì)需要以不同的方式查看文檔，或者我們需要查看文檔的不同內(nèi)容，因此可能需要有多個(gè)視圖。

例如在MyUML建模軟件中，我們可能需要查看一個(gè)模型的內(nèi)容，這個(gè)模型中有哪些包、有哪些圖、有哪些類(lèi)等等，這里我們需要用一種視圖來(lái)表示模型的內(nèi)容。通常使用樹(shù)的方式比較合適。我們也可能需要查看一個(gè)類(lèi)的屬性，一個(gè)圖的內(nèi)容。這時(shí)圖的內(nèi)容可以使用MFC中CView類(lèi)的派生類(lèi)的方式，而類(lèi)的屬性可以使用一個(gè)對(duì)話框來(lái)表示，它們都可以視為視圖。盡管在MFC中視圖類(lèi)是一種特殊的類(lèi)。

洋洋灑灑寫(xiě)了這么多。真正實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)用的的應(yīng)用軟件的時(shí)候，可能會(huì)遇到各種各樣的困難，但是這些困難都是可以一一克服的。因?yàn)閯e人能做到的，我們也能做到。