22、探索Oozinoz源代码与UML建模基础

探索Oozinoz源代码与UML建模基础

1. 学习设计模式与Oozinoz源代码的价值

学习设计模式的主要好处是能帮助我们改进代码。通过应用设计模式，我们可以让代码更简洁、简单、优雅，易于维护且功能强大。为了让设计模式发挥作用，我们需要在实际代码中看到它们的体现，并熟练地在代码库中构建和重构设计模式。从实际示例入手会很有帮助，Oozinoz源代码就是这样一个很好的学习资源，通过构建和研究这些代码示例，我们能开始在自己的代码中运用设计模式。

2. 获取和使用Oozinoz源代码

要获取Oozinoz源代码，可访问www.oozinoz.com，下载源代码的压缩文件，然后解压到任意位置。该源代码是免费的，但不能声称是自己编写的，同时，也没有人保证代码对特定目的一定有用。

3. 构建Oozinoz代码

• 使用Visual Studio .NET ：如果有Microsoft的Visual Studio .NET，可使用oozinoz.sln“解决方案”文件来构建Oozinoz软件，创建类库和可执行程序。只需双击该文件并构建解决方案即可。
• 使用NAnt ：若没有Visual Studio，只要有csc编译器，就可以用NAnt来构建代码。NAnt是一个免费的构建工具，可从http://nant.sourceforge.net下载。对于熟悉开源软件的人来说，安装NAnt应该很容易；若刚接触开源软件，可能需要学习一些知识，如修改“路径”。安装好NAnt后，进入oozinoz顶级目录（使用 cd 命令），该目录包含一个nant.build文件，输入 nant ，NAnt就会构建所有类库和程序可执行文件，并将它们放在bin目录中。

以下是构建Oozinoz代码的流程：

graph TD;
    A[是否有Visual Studio .NET] -->|是|B[使用oozinoz.sln构建];
    A -->|否|C[是否有csc编译器];
    C -->|是|D[下载并安装NAnt];
    D --> E[进入oozinoz顶级目录];
    E --> F[输入nant构建代码];
    C -->|否|G[获取csc编译器];
    G --> D;

4. 帮助Oozinoz代码查找文件

在C#程序中查找外部文件（如JPEG或GIF图像文件）可能会很困难。例如，Oozinoz可执行文件存放在bin目录，而程序所需的图像在..\images目录。若使用以下代码：

Image i = Image.FromFile(@"..\images\someimage.gif");

这种方法有时会失败，因为C#会将路径解释为相对于用户启动程序的目录，而用户的当前目录是不确定的。我们需要的是相对于可执行代码位置的路径。

可以使用 System.Reflection 命名空间中 Assembly 类的 Location 属性来查找程序或类库的执行目录，无论用户当前目录是什么，该属性都能指出代码的执行位置。利用这个位置，我们可以构建相对路径来确定图像目录等的路径。

Oozinoz实用工具类库中 FileFinder 类的 GetFileName() 方法采用了这种方法，并结合了另外两种策略：
- 查找指向oozinoz顶级目录的环境变量 OOZINOZ 。例如，若源代码放在 e:\samples\oozinoz ，可将 OOZINOZ 定义为该路径。对于远程代理示例的运行，定义该变量很重要。
- 若上述两种方法都失败， GetFileName() 方法会查找当前磁盘顶级目录下的Oozinoz代码，如 c:\oozinoz 。

5. 使用NUnit测试代码

Oozinoz库包含一个 Testing.dll 类库，用于配合NUnit进行测试。NUnit是一个免费的自动化测试框架，可从http://nunit.org下载。若熟悉JUnit，学习NUnit应该不难；若不熟悉，可向朋友请教，或查看在线文档、相关书籍。使用NUnit有一定的学习曲线，但学会使用自动化测试框架将是一项长期有用的技能。

使用NUnit时，框架执行过程中会移动 Testing.dll 文件，这会使Oozinoz程序难以查找外部文件（如Oozinoz数据库）。为解决这个问题，应定义指向oozinoz顶级目录的环境变量 OOZINOZ ，定义该变量并构建Oozinoz代码，然后运行NUnit，打开 oozinoz\bin\Testing.dll 文件，运行测试，若看到绿色进度条则表示测试通过。

6. 自行查找文件

要找到与代码对应的特定文件可能很困难。通常，查找特定应用程序最简单的方法是在源代码树中搜索应用程序的名称。代码的组织方式使得我们可以通过浏览oozinoz目录树来查找文件。以下是oozinoz目录的子目录及其内容：
| 目录名称 | 目录内容 |
| ---- | ---- |
| app | 包含“应用程序”的子目录，即编译成可执行程序的C#文件 |
| bin | 包含构建产生的所有可执行程序和动态链接库，Visual Studio解决方案和nant.build文件的输出都指向该目录 |
| config | 包含支持各种应用程序的文件 |
| db | 包含Oozinoz的Microsoft Access数据库（规模较小） |
| images | 包含各种Oozinoz应用程序使用的图像 |
| lib | 包含库的子目录，即编译成动态链接库的C#文件 |
| nunit | 包含NUnit自动化测试框架的核心类库 |

7. UML概述

UML（统一建模语言）为面向对象系统的设计提供了通用的符号表示。虽然UML并不复杂，但我们很容易低估它所提供功能的丰富性。要快速了解UML的大部分功能，可阅读《UML Distilled》[Fowler]；若要更深入地学习，可阅读《The Unified Modeling Language User Guide》[Booch]。学习使用标准的命名法和符号，能让我们在设计层面更好地沟通，提高工作效率。

8. UML中的类

在UML中绘制类图时，有以下要点：
- 将类名放在矩形中居中显示，例如 Firework 、 Rocket 和 RocketSim 。
- 不要求图中展示所描绘元素的所有信息，如类的所有方法或包的完整内容。
- 用矩形表示包，包名左对齐，大框中可显示类和其他类型。在Oozinoz代码中，包对应命名空间和类库，如 Firework 和 Rocket 类在 Fireworks 命名空间中，并编译成 fireworks.dll 类库。
- 在包图外显示类时，可在类名前加上命名空间和点号，如 Simulation.RocketSim 。
- 在类名下方的矩形中显示类的实例变量，变量名后加冒号和变量类型。在Oozinoz代码中，实例变量通常以下划线开头，以区别于其他变量。
- 用减号（-）表示实例变量或方法是私有的，加号（+）表示公共的，井号（#）表示受保护的。
- 在类名下方的第二个矩形中显示类的方法和C#属性，属性显示为无括号的方法，可在后面加冒号和类型。
- 方法接受参数时可显示参数，参数通常显示为变量名、冒号和变量类型，若类型能表明变量的作用，可省略或缩写变量名。
- 用下划线表示方法是静态的，如 Lookup() 方法。
- 用折角矩形做注释，注释文本可包含注释、约束或代码，用虚线将注释与其他图元素连接起来，注释可出现在任何UML图中。

9. UML中的类关系

在UML中表示类关系时：
- 用斜体显示类名（或方法名）表示类（或方法）是抽象的。
- 用封闭的空心箭头指向类的超类。
- 用线连接类表示类的实例之间存在某种连接，通常表示一个类有一个实例变量引用另一个类。
- 用菱形表示一个类的实例包含另一个类的实例集合。
- 用开放箭头表示可导航性，强调一个类引用另一个类，而被指向的类没有反向引用。
- 用多重性指示器（如0..1）表示对象之间可能的连接数量，星号（*）表示一个类的对象可以有零个或多个实例与关联类的对象连接。
- 当方法可能抛出异常时，用虚线箭头从方法指向异常类，并在箭头上标注 «throws» 。
- 用虚线箭头表示类之间不使用对象引用的依赖关系，如 Customer 类依赖 LikeMyStuff 类的静态方法。

10. UML中的接口

• 可将 «interface» 和接口名放在矩形中绘制接口，用虚线和封闭的空心箭头表示类实现接口。
• 也可用线和圆圈（“棒棒糖”）加接口名表示类实现接口。
• 在C#中，接口及其方法总是抽象的，但与类中的抽象类和抽象方法不同，接口及其方法不显示为斜体。

11. UML中的委托和事件

在编写本文时，UML没有为C#委托和事件提供符号表示。这里采用了类似于接口的符号来建模委托类型：
- 将 «delegate» 和委托类型名放在矩形中绘制委托类型。
- 在委托类型名下方的第二个矩形中显示委托类型的参数和返回类型，参数用括号括起来，与返回类型用冒号分隔。
- 用虚线和封闭的空心箭头表示方法与委托类型匹配（即具有相同的参数类型和返回值）。
- 以显示其他实例变量的方式显示类中类型为委托类型的变量，如 Button 类维护一个 Click 变量，其类型是 EventHandler 委托类型。
- 在C#代码中，可使用 event 关键字将实例变量标记为“事件”，这会减少委托实例的公共接口。
- 用虚线箭头表示类依赖委托。

12. UML中的对象和状态

• 对象图 ：对象图用于说明类的特定实例。显示对象时，用冒号分隔对象名和类型，可选择只显示名称、只显示冒号和类型，无论哪种情况，都要下划线标注对象名和/或类型。用线连接对象表示一个对象引用另一个对象，可用开放箭头强调引用方向。还可显示对象之间发送消息的顺序，消息顺序从上到下，虚线表示对象随时间的存在情况。用 «create» 表示一个对象创建另一个对象。用较粗的深色框表示对象在另一个线程、进程或计算机中活动。
• 状态图 ：状态图用圆角矩形表示状态，用开放箭头表示状态转换。状态图不一定要与类图或对象图直接对应，但也可进行直接转换。

探索Oozinoz源代码与UML建模基础

13. 总结与实践建议

学习设计模式并将其应用到代码中是一个不断实践和积累的过程。通过获取和研究Oozinoz源代码，我们可以看到设计模式在实际项目中的应用，这有助于我们更好地理解和运用这些模式。同时，掌握UML建模语言，能够帮助我们更清晰地表达系统设计，提高团队协作效率。

为了更好地掌握这些知识和技能，我们可以按照以下步骤进行实践：
1. 获取和构建代码 ：从网站下载Oozinoz源代码，根据自己的开发环境选择合适的方式进行构建，如使用Visual Studio或NAnt。
2. 学习代码示例 ：仔细研究代码示例，理解设计模式的应用场景和实现方式。可以尝试修改代码，观察不同的运行结果，加深对设计模式的理解。
3. 使用UML建模 ：结合代码，使用UML绘制类图、对象图、状态图等，将代码的结构和逻辑可视化。这有助于我们更好地理解代码，同时也方便与团队成员沟通。
4. 进行测试 ：使用NUnit对代码进行测试，确保代码的正确性和稳定性。在测试过程中，注意处理文件查找和环境变量等问题。
5. 实践应用 ：尝试将所学的设计模式和UML知识应用到自己的项目中，不断积累经验，提高自己的编程水平。

14. 常见问题及解决方案

在学习和实践过程中，可能会遇到一些问题，以下是一些常见问题及解决方案：
| 问题描述 | 解决方案 |
| ---- | ---- |
| 无法正确构建Oozinoz代码 | 检查开发环境是否配置正确，如是否安装了C#和.NET开发工具，是否有Visual Studio或csc编译器。如果使用NAnt，确保已正确安装并配置了环境变量。 |
| 代码无法找到外部文件 | 可以使用 Assembly.Location 属性获取代码执行目录，构建相对路径。同时，定义环境变量 OOZINOZ 指向oozinoz顶级目录，帮助代码查找文件。 |
| NUnit测试失败 | 检查是否定义了环境变量 OOZINOZ ，确保 Testing.dll 文件能正确找到外部文件。同时，检查测试代码是否正确，是否符合NUnit的使用规范。 |
| 对UML符号理解困难 | 阅读相关的UML学习资料，如《UML Distilled》《The Unified Modeling Language User Guide》等，加深对UML符号的理解。也可以结合实际的代码和示例进行学习。 |

15. 实践案例分析

为了更好地说明如何将Oozinoz源代码和UML知识应用到实际项目中，我们来看一个简单的实践案例。

假设我们要开发一个简单的烟花模拟系统，该系统可以模拟不同类型烟花的发射过程。我们可以参考Oozinoz源代码中的设计模式和结构，使用UML进行系统设计。

以下是该系统的UML类图：

classDiagram
    class Firework {
        -_name: String
        -_mass: double
        -_price: decimal
        +Firework(name: String, mass: double, price: decimal)
        +Name: String
        +Mass: double
        +Price: decimal
    }
    class Rocket {
        -_thrust: double
        +Rocket(name: String, mass: double, price: decimal, thrust: double)
        +Thrust: double
    }
    class RocketSim {
        +Simulate(rocket: Rocket): void
    }
    Firework <|-- Rocket
    RocketSim --> Rocket : uses

在这个类图中， Firework 是一个基类， Rocket 是 Firework 的子类，增加了 _thrust 属性。 RocketSim 类用于模拟火箭的发射过程，它依赖于 Rocket 类。

根据这个类图，我们可以编写相应的C#代码：

// Firework类
public class Firework
{
    private string _name;
    private double _mass;
    private decimal _price;

    public Firework(string name, double mass, decimal price)
    {
        _name = name;
        _mass = mass;
        _price = price;
    }

    public string Name
    {
        get { return _name; }
        set { _name = value; }
    }

    public double Mass
    {
        get { return _mass; }
        set { _mass = value; }
    }

    public decimal Price
    {
        get { return _price; }
        set { _price = value; }
    }
}

// Rocket类
public class Rocket : Firework
{
    private double _thrust;

    public Rocket(string name, double mass, decimal price, double thrust) : base(name, mass, price)
    {
        _thrust = thrust;
    }

    public double Thrust
    {
        get { return _thrust; }
        set { _thrust = value; }
    }
}

// RocketSim类
public class RocketSim
{
    public void Simulate(Rocket rocket)
    {
        Console.WriteLine($"Simulating {rocket.Name} with thrust {rocket.Thrust}");
    }
}

在实际开发中，我们可以使用NUnit对这些代码进行测试，确保系统的正确性。同时，通过UML类图，我们可以清晰地看到系统的结构和类之间的关系，方便团队成员之间的沟通和协作。

16. 未来拓展方向

随着技术的不断发展，我们可以在现有基础上对烟花模拟系统进行拓展和优化。以下是一些未来的拓展方向：
1. 增加更多的烟花类型 ：除了火箭烟花，还可以增加其他类型的烟花，如礼花弹、旋转烟花等，丰富系统的功能。
2. 实现更复杂的模拟算法 ：可以引入物理引擎，实现更真实的烟花发射和爆炸效果，提高模拟的准确性和趣味性。
3. 开发图形界面 ：使用图形库（如Windows Forms、WPF等）开发图形界面，让用户可以更直观地操作和观察烟花模拟过程。
4. 支持网络功能 ：实现网络功能，让多个用户可以同时参与烟花模拟，增加互动性和趣味性。

通过不断地拓展和优化，我们可以将烟花模拟系统打造成一个功能强大、用户体验良好的应用程序。

17. 总结

通过对Oozinoz源代码和UML建模语言的学习和实践，我们不仅掌握了设计模式在实际项目中的应用，还学会了如何使用UML进行系统设计和表达。在实践过程中，我们要不断总结经验，解决遇到的问题，提高自己的编程能力和团队协作能力。同时，要关注技术的发展趋势，不断拓展和优化自己的项目，为未来的职业发展打下坚实的基础。

希望本文能对大家学习设计模式、Oozinoz源代码和UML建模语言有所帮助，让我们一起在编程的道路上不断前进！