面向对象或模块化文件和数据 I/O 的技术？答案

【问题标题】：Techniques for object-oriented or modular file and data I/O?面向对象或模块化文件和数据 I/O 的技术？
【发布时间】：2016-06-05 19:30:10
【问题描述】：

似乎每次我编写任何处理 fetch、push、read 或 write 操作的代码时，整个代码段都是临时的、丑陋的，并且在该确切应用程序的上下文之外完全无法使用。更糟糕的是，每次设计这些东西时，我都觉得我必须重新发明轮子。在我看来，I/O 操作的本质是非常线性的，不太适合模块化或面向对象的模式。

我真的希望有人能告诉我我错了。 是否有面向对象或模块化文件和数据 I/O 的技术/模式？我可以遵循一些约定来添加一些代码可重用性吗？我知道存在各种工具可以使读取单个文件更容易，例如 XML 解析器等，但我指使用这些工具的大型设计。

问题不仅限于一种语言；我在 Java、C、Matlab、Python 和其他语言中遇到了同样的问题。

这个关于what object should invoke saving 的问题解决了这个问题的一个子主题。这个问题似乎是指工厂模式，其中文件的内容被构建，然后最终写入磁盘。我的问题是关于整体架构，包括用于写入操作的工厂，以及用于读取/获取操作的 （在此处插入模式）。

我能想出的最好的东西是外观模式......但是神圣的烟雾是那些外观中的代码丑陋。

有人请告诉我存在一种模式，我可以在其中重复使用我的一些代码，或者至少遵循模板以供将来读写。

有人问过Modular Design here，但答案是针对该提问者的问题，并不完全有用。

示例

这只是一个例子，是基于我去年做的一个项目。随意提供一个不同的例子。

我们的程序是一个物理沙盒。我们想要加载描述该沙箱中对象的物理属性的 XML 数据。我们还需要加载包含 3D 渲染信息的 .3DS 文件。最后，我们需要查询一个 SQL 数据库来找出谁拥有哪些对象。

当 3D 模型格式问世时，我们还需要能够支持它们。我们还不知道这些文件会是什么样子，但我们想提前设置代码框架。这样一来，一旦我们获得了新的数据模式，就可以快速实现加载例程。

来自所有 3 个来源的数据将用于在我们的软件中创建对象实例。

稍后，我们需要将物理信息（如位置和速度）保存到数据库中，并将自定义纹理信息保存到本地文件中。我们不知道纹理将是什么类型的文件，所以我们只想布置代码结构以便我们稍后可以放入保存代码。

如果没有某种设计模式，即使是少量的对象也会很快导致紧密耦合的网络。

外观可以将对象/数据与相应的文件分离，但所做的只是将问题集中在输入和输出外观中，这很快就会变成噩梦般的混乱。此外，对象/数据现在与外观紧密耦合，因此并没有真正获得模块化。

从 3 周前编辑...

之前，我为我第一次提出这个问题时所面临的问题提供了一堆伪代码，但后来我认为它混淆了我的主要问题。可以这么说：我不得不为那组特定的读取操作使用大约 2000 行非常不稳定的代码，它在处理和组织方面做得非常少，而且我再也不能在另一个项目中使用它了.

我希望以后避免编写此类代码。

【问题讨论】：

你能把zohoFile 当作一个对象，扩展抽象..File 吗？因此，每次新的应用程序/客户端出现时，您只需要实现特定于它的抽象方法。然后getZohoFiles 将创建List<ZohoFile> 并在每个对象上调用get（或其他）方法。
@ketan 这是一个好的开始，但您能否进一步扩展和概括这一点？

标签： oop design-patterns io modularity

【解决方案1】：

此解决方案可能无法完全解决您的问题或疑问的细节，但我想分享一下我为统一 I/O 操作所采取的方法。我以前在几种不同的高级语言中使用过它。与序列化结合使用时，此策略的扩展性最佳。

似乎两个基本的 I/O 操作是 Save/Put 和 Load/Get。下面是代表这一点的最抽象的通用接口：

public interface ObjectRepository
{
    <T> void save(string resourceId, T obj);
    <T> T load(string resourceId);
}

此策略对于所有类型的 I/O 操作都足够了，其中资源 id（数据库 UUID/GUID/String、文件路径、Web URL...等）是已知的。

最简单的实现会因语言和框架而有所不同，但我发现最普遍适用的是依赖于标准序列化形式的实现，即二进制、XML 和 JSON。使用专有对象时，我最常使用 XmlFileRepository，它将我的简单数据对象转换为 Xml 或从 Xml 转换，并在所选文件路径处保存/加载。

此外，如果与抽象工厂模式结合使用，即使是单一类型的对象也可以使用不同的数据格式输入和输出。示例代码：

public NewtonianObject load(string respositoryType, string resourceId) 
{
    ObjectRepository repo = RepositoryFactory.create(respositoryType);
    return (NewtonianObject)repo.load(resourceId);
}

public void exportAsXml(string fileName, NewtonianObject obj)
{
    ObjectRepository repo = RepositoryFactory.create("XmlFileRepository");
    repo.save(fileName, obj);
}

【讨论】：

【解决方案2】：

Holub 使用 Builder 模式从对象中导出数据（渲染），并使用他命名的 Inverse Builder 模式进行初始化。

他称之为的这些 Exporter/Importer 对象是域模型模型本身的一部分，它是模型应该使用不同的数据源进行持久化和创建自身的一种方式。

https://youtu.be/CYCNRCrX1zE?t=45m6s

http://www.javaworld.com/article/2072302/core-java/more-on-getters-and-setters.html

【讨论】：

【解决方案3】：

Template Pattern

在模板模式中，创建一个与 I/O 操作相关的抽象类，该类包含一组抽象方法和少量其他方法（如果存在任何可重用性）。而所有外部系统，如数据库、文本......都可以扩展这个抽象类并完成特定的工作。

【讨论】：