คุณสร้าง GUI สำหรับคลาส polymorphic ได้อย่างไร

สมมติว่าฉันมีตัวสร้างการทดสอบเพื่อให้ครูสามารถสร้างคำถามมากมายสำหรับการทดสอบ

อย่างไรก็ตามไม่ใช่คำถามทุกข้อที่เหมือนกัน: คุณมีตัวเลือกหลายตัวกล่องข้อความการจับคู่และอื่น ๆ คำถามแต่ละประเภทต้องเก็บข้อมูลประเภทต่าง ๆ และต้องการ GUI ที่แตกต่างกันสำหรับทั้งผู้สร้างและผู้ทดสอบ

ฉันต้องการหลีกเลี่ยงสองสิ่ง:

1. ตรวจสอบประเภทหรือการคัดเลือกนักแสดง
2. สิ่งใดที่เกี่ยวข้องกับ GUI ในรหัสข้อมูลของฉัน

ในความพยายามครั้งแรกของฉันฉันจบด้วยคลาสต่อไปนี้:

class Test{
    List<Question> questions;
}
interface Question { }
class MultipleChoice implements Question {}
class TextBox implements Question {}

อย่างไรก็ตามเมื่อฉันไปแสดงการทดสอบฉันจะจบลงด้วยรหัสเช่น:

for (Question question: questions){
    if (question instanceof MultipleChoice){
        display.add(new MultipleChoiceViewer());
    } 
    //etc
}

นี่เป็นปัญหาที่พบบ่อยมาก มีรูปแบบการออกแบบบางอย่างที่ทำให้ฉันมีคำถามแบบ polymorphic ในขณะที่หลีกเลี่ยงรายการด้านบนหรือไม่? ความหลากหลายหรือเป็นความคิดที่ผิดในตอนแรก?

คุณสามารถใช้รูปแบบผู้เยี่ยมชม:

interface QuestionVisitor {
    void multipleChoice(MultipleChoice);
    void textBox(TextBox);
    ...
}

interface Question {
    void visit(QuestionVisitor);
}

class MultipleChoice implements Question {

    void visit(QuestionVisitor visitor) {
        visitor.multipleChoice(this);
    }
}

อีกทางเลือกหนึ่งคือสหภาพที่ถูกเลือกปฏิบัติ สิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับภาษาของคุณเป็นอย่างมาก นี่จะดีกว่าถ้าภาษาของคุณรองรับ แต่ภาษายอดนิยมจำนวนมากไม่รองรับ

ใน C # / WPF (และผมคิดว่าในภาษาการออกแบบ UI ที่มุ่งเน้นและอื่น ๆ ) เรามีDataTemplates โดยการกำหนดเทมเพลตข้อมูลคุณจะสร้างการเชื่อมโยงระหว่าง "data object" ชนิดหนึ่งกับ "UI template" ที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษเพื่อแสดงวัตถุนั้น

เมื่อคุณให้คำแนะนำสำหรับ UI ในการโหลดวัตถุชนิดใดประเภทหนึ่งมันจะดูว่ามีเทมเพลตข้อมูลใด ๆ ที่กำหนดไว้สำหรับวัตถุนั้นหรือไม่

หากทุกคำตอบสามารถเข้ารหัสเป็นสตริงคุณสามารถทำสิ่งนี้:

interface Question {
    int score(String answer);
    void display(String answer);
    void displayGraded(String answer);
}

ที่สตริงว่างหมายถึงคำถามที่ยังไม่มีคำตอบ สิ่งนี้จะช่วยให้คำถามคำตอบและ GUI แยกออกจากกัน แต่อนุญาตให้มีความหลากหลาย

class MultipleChoice implements Question {
    MultipleChoiceView mcv;
    String question;
    String answerKey;
    String[] choices;

    MultipleChoice(
            MultipleChoiceView mcv, 
            String question, 
            String answerKey, 
            String... choices
    ) {
        this.mcv = mcv;
        this.question = question;
        this.answerKey = answerKey;
        this.choices = choices;
    }

    int score(String answer) {
        return answer.equals(answerKey); //Or whatever scoring logic
    }

    void display(String answer) {
        mcv.display(question, choices, answer);            
    }

    void displayGraded(String answer) {
        mcv.displayGraded(
            question, 
            answerKey, 
            choices, 
            answer, 
            score(answer)
        );            
    }
}

กล่องข้อความการจับคู่และอื่น ๆ อาจมีการออกแบบที่คล้ายกันทั้งหมดใช้ส่วนติดต่อคำถาม การสร้างสตริงคำตอบเกิดขึ้นในมุมมอง สตริงคำตอบแสดงถึงสถานะของการทดสอบ พวกเขาควรจะเก็บไว้ในขณะที่นักเรียนดำเนินการ การใช้คำถามเหล่านี้ช่วยให้สามารถแสดงผลการทดสอบได้และมีสถานะเป็นแบบให้คะแนนและไม่ให้คะแนน

ด้วยการแยกเอาต์พุตเข้าdisplay()และdisplayGraded()มุมมองไม่จำเป็นต้องถูกสลับและไม่จำเป็นต้องทำการแยกย่อยกับพารามิเตอร์ อย่างไรก็ตามแต่ละมุมมองมีอิสระที่จะใช้ตรรกะการแสดงผลได้มากเท่าที่จะทำได้เมื่อแสดงผล ไม่ว่ารูปแบบใดที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำสิ่งนั้นไม่จำเป็นต้องรั่วไหลเข้าไปในรหัสนี้

อย่างไรก็ตามหากคุณต้องการควบคุมแบบไดนามิกมากขึ้นเกี่ยวกับวิธีการแสดงคำถามที่คุณสามารถทำได้:

interface Question {
    int score(String answer);
    void display(MultipleChoiceView mcv, String answer);
}

และนี่

class MultipleChoice implements Question {
    String question;
    String answerKey;
    String[] choices;

    MultipleChoice(
            String question, 
            String answerKey, 
            String... choices
    ) {
        this.question = question;
        this.answerKey = answerKey;
        this.choices = choices;
    }

    int score(String answer) {
        return answer.equals(answerKey); //Or whatever scoring logic
    }

    void display(MultipleChoiceView mcv, String answer) {
        mcv.display(
            question, 
            answerKey, 
            choices, 
            answer, 
            score(answer)
        );            
    }
}

นี่มีข้อเสียเปรียบที่ต้องใช้มุมมองที่ไม่ต้องการแสดงscore()หรือanswerKeyขึ้นอยู่กับพวกเขาเมื่อพวกเขาไม่ต้องการ แต่หมายความว่าคุณไม่ต้องสร้างคำถามทดสอบสำหรับมุมมองแต่ละประเภทที่คุณต้องการใช้

ในความคิดของฉันหากคุณต้องการคุณสมบัติทั่วไปฉันจะลดการเชื่อมต่อระหว่างสิ่งต่าง ๆ ในรหัส ฉันจะพยายามกำหนดประเภทคำถามให้ทั่วๆไปที่สุดเท่าที่จะทำได้และหลังจากนั้นฉันจะสร้างคลาสที่แตกต่างกันสำหรับออบเจ็กต์ตัวแสดงผล โปรดดูตัวอย่างด้านล่าง:

///Questions package

class Test {
  IList<Question> questions;
}

class Question {
  String Type;   //example; could be another type
  IList<QuestionInfo> Info;  //Simple array of key/value information
}

จากนั้นสำหรับส่วนของการเรนเดอร์ฉันได้ลบการตรวจสอบประเภทโดยใช้การตรวจสอบแบบง่ายกับข้อมูลภายในวัตถุคำถาม โค้ดด้านล่างพยายามทำสองสิ่งให้สำเร็จ: (i) หลีกเลี่ยงการตรวจสอบประเภทและหลีกเลี่ยงการละเมิดหลักการ "L" (การทดแทน Liskov ใน SOLID) โดยการลบประเภทย่อยคำถามในคลาส; และ (ii) ทำให้โค้ดสามารถขยายได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนรหัสการเรนเดอร์หลักด้านล่างเพียงแค่เพิ่มการใช้งาน QuestionView และอินสแตนซ์ของมันให้กับอาร์เรย์ (นี่คือหลักการ "O" ใน SOLID - เปิดสำหรับการขยาย

///GUI package

interface QuestionView {
  Boolean SupportsQuestion(Question question);
  View CreateView(Question question);
}

class MultipleChoiceQuestionView : QuestionView {
  Boolean SupportsQuestion(Question question){
    return question.Type == "multiple_coice";
  }

  //...more implementation
}
class TextBoxQuestionView : QuestionView { ... }
//...more views

//Assuming you have an array of QuestionView pre-configured
//with all currently available types of questions
for (Question question : questions) {
  for (QuestionView view : questionViews) {
    if (view.SupportsQuestion(question)) {
        display.add(view.CreateView(question));
    }
  }
}

โรงงานควรทำสิ่งนี้ได้ แผนที่แทนที่คำสั่ง switch ซึ่งจำเป็นเพียงเพื่อจับคู่คำถาม (ซึ่งไม่รู้อะไรเกี่ยวกับมุมมอง) กับ QuestionView

interface QuestionView<T : Question>
{
    view();
}

class MultipleChoiceView implements QuestionView<MultipleChoiceQuestion>
{
    MultipleChoiceQuestion question;
    view();
}
...

class QuestionViewFactory
{
    Map<K : Question, V : QuestionView<K>> map;

    register<K : Question, V : QuestionView<K>>();
    getView(Question)
}

ด้วยมุมมองนี้ใช้ประเภทคำถามเฉพาะที่สามารถแสดงผลได้และโมเดลจะยังคงถูกตัดการเชื่อมต่อจากมุมมอง

โรงงานสามารถบรรจุผ่านการสะท้อนหรือด้วยตนเองเมื่อเริ่มต้นแอปพลิเคชัน

ฉันไม่แน่ใจว่าข้อหานี้เป็น "การหลีกเลี่ยงการตรวจสอบพิมพ์" ขึ้นอยู่กับว่าคุณรู้สึกอย่างไรเกี่ยวกับการสะท้อน

// Either statically associate or have a register(Class, Supplier) method
Dictionary<Class<? extends Question>, Supplier<? extends QuestionViewer>> 
viewerFactory = // MultipleChoice => MultipleChoiceViewer::new etc ...

// ... elsewhere

for (Question question: questions){
    display.add(viewerFactory[question.getClass()]());
}