16、音乐乐谱的建模与实现

音乐乐谱的建模与实现

1. 乐谱基础概念

在音乐乐谱中，存在着时间线来指示节奏（tempo）或节拍（time signature）的指定与变化。元素与位置的组合被称为事件（event），这里的元素并非单纯的节奏和节拍指定，而是这些指定与时间位置的结合。有两条时间线分别表示节奏事件集和节拍事件集。

乐谱通常有多个乐器参与，每个乐器一般有一个或多个谱表（staffs）或声部（voices），这体现了乐器的多样性，每个谱表对应一个声部。例如，可能有两支单簧管、四支法国号，甚至一架钢琴使用两个谱表。因此，每种乐器类型与其参与的声部之间存在一对多的关系。

为了应对这种复杂性，引入了乐器声部（InstrumentVoice）的概念。它引用某种乐器类型，并且有一组由该特定乐器类型演奏的声部。通常，在整个乐谱中，每种乐器类型的乐器声部是唯一的，但并非必须如此。在实际应用中，乐器到声部的分配具有灵活性。

2. 乐谱的类模型

将概念模型转换为 Python 类模型相对直接。主要的类包括 InstrumentVoice、Voice、EventSequence 等，它们对应着前面提到的概念模型元素。

以下是相关类关系的说明：
| 线条类型 | 含义 |
| ---- | ---- |
| 虚线 | 表示引用或指针关系 |
| 实心箭头 | 表示一对多关系 |
| 白头箭头 | 表示继承关系 |

乐谱类模型大致分为两部分：一部分涉及乐器和声部的组织，另一部分涉及节奏和节拍事件的管理。前者更为复杂，后者主要涉及一些简单的继承和事件集合管理。

3. 声部与