如何設(shè)計一個應(yīng)用軟件

當今時代軟件行業(yè)各種新的技術(shù)層出不窮。但是我認為軟件行業(yè)最根本的技術(shù)在于以下幾個內(nèi)容：
1、操作系統(tǒng)。
2、編譯系統(tǒng)。
3、數(shù)據(jù)庫管理系統(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。

計算機發(fā)展至今，以應(yīng)用軟件種類最為煩多。國外有著眾多商業(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：可以創(chuàng)建新的文檔，可以保存文檔，可以讀取文檔，可以對文檔按要求進行修修改改。Windows下記事本可以認為是最簡單最基本的應(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。

國內(nèi)的應(yīng)用軟件能夠在國際舞臺上占據(jù)一席之地的并不多。歸根結(jié)底是利益的問題，因為應(yīng)用軟件的開發(fā)存在著開發(fā)周期長、設(shè)計非常重要、需要開發(fā)人員多、投入大等問題，并且短期內(nèi)不能實現(xiàn)贏利。我們可以想像，從頭開發(fā)一個類似于Photoshop的軟件，需要多少人月才能完成。因此國內(nèi)的許多廠商寧可花費巨資去開發(fā)游戲，因為游戲有有效的贏利方式。

應(yīng)用軟件的開發(fā)需要沉淀。這里的沉淀理解為“一個城市有著深厚文化的沉淀”的沉淀。因為應(yīng)用軟件總是在不斷的升級過程中。升級似乎不會有盡頭。升級也伴隨著操作系統(tǒng)的升級。有時可能需要將應(yīng)用軟件從一個平臺移動到另一個平臺上。升級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的升級之路：MS Office 97/MS Office 2000/MS Office XP/ MS Office 2007，這中間可能還會有我漏掉的一些版本。

很顯然，應(yīng)用軟件的設(shè)計非常重要。一個好的設(shè)計可以使得優(yōu)秀的軟件在升級過程中后來居上，一個不好的設(shè)計可能會使得開發(fā)陷入泥潭，使得升級工作無法進行。

以下內(nèi)容我以我所寫的MyUML建模軟件為例，討論如何設(shè)計一個應(yīng)用軟件，希望能夠給希望從事這一領(lǐng)域的人們一點啟示。myuml在ww.myuml.net下載。

寫MyUML的過程中，我感覺到寫應(yīng)用軟件可以歸納為一個框架模式，我這里所說的模式可以理解為“分析和設(shè)計模式”中的模式。實質(zhì)上這種模式類似于MVC模式，我只不過是將其具體化、拓展。

一、首先要考慮開發(fā)平臺、開發(fā)語言。
如果使用Java語言進行開發(fā)，可能就不需要考慮運行的操作系統(tǒng)了。例如建模軟件中的argoUML，在Linux和Windows下都能不做更改、很好的運行。但是Java語言所寫的軟件在速度上還是偏慢，不過隨著電腦硬件速度的提高，這個問題正在得到解決。

如果在Windows下進行開發(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的應(yīng)用程序打開我們的應(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c++，因此使用了c++來寫這一個應(yīng)用程序。為了便于移植，沒有考慮微軟公司的COM技術(shù)。

二、應(yīng)用軟件的內(nèi)核：對象或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法
很顯然，面向?qū)ο笙鄬τ诿嫦蜻^程更適用于寫應(yīng)用軟件。
這里涉及到主要問題是應(yīng)用軟件應(yīng)該采用怎么樣的對象來表達對應(yīng)的文檔。

注意在此時，我們的應(yīng)用程序還沒有任何圖形化的界面。我們希望能做的內(nèi)核能夠達到這樣的要求就行了：在測試程序中，說的通俗一點，就是我們寫一個main函數(shù)，然后在該函數(shù)中，我們可以創(chuàng)建一個對象，然后調(diào)用該對象的各種方法，跟蹤其方法，查看是否能夠?qū)崿F(xiàn)要求。

例如我寫MyUML的過程中，就一直使用這種方法來測試內(nèi)核的正確性。我會創(chuàng)建一個模型對象，然后調(diào)用這個對象的“添加包”方法、“添加類”方法等等。做這些事的時候，我甚至根本就沒有考慮過以后的用戶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。

通常來說，一個實用的應(yīng)用軟件，其文檔所對應(yīng)的對象（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對象等等。因此這里還有一個大的問題需要解決：如何將這個對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應(yīng)的文檔對象？

解決這個問題同樣有多種方式，一種方式是創(chuàng)建自己的專有文件格式，例如DOC文檔、FLASH動畫文檔、Photoshop所創(chuàng)建的PSD文檔，這時自己可能需要做詳細的文檔（這里的文檔指的是記錄這些專有文件格式的文檔），將這些格式進行記錄，供開發(fā)人員參考。第二種方式是采用公開的文件格式，當然最好采用標準化后的文件格式。第三種方式是采用XML來記錄文件格式。

我使用的是第三種方式。XML用來記錄對象信息有一種獨天得厚的優(yōu)勢。當然具體內(nèi)容請各位朋友們參考相關(guān)書籍。在這里涉及到第一個支持庫的問題：是使用已有的XML解析庫還是自己寫一個XML解析庫？當然網(wǎng)上也有開源的高手們所寫的XML解析庫拿來參考。我最后選擇了APACHE的XERCES_C解析庫。

談到庫的時候順便談一下STL庫。STL雖然是一個標準庫，但是有許多實現(xiàn)。到底選擇哪一個呢？仁者見仁，智者見智。我選擇的是STL port。

這些庫中也可能會存在BUG或者不足之處。當然出現(xiàn)BUG的可能性是非常非常小的。如果碰到對中文的支持不夠，改為Unicode編碼即可。同時建議我們寫程序的時候，如果有用到這些庫，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。
如果內(nèi)核寫出了一個大概，就可以考慮寫界面。根據(jù)我的經(jīng)驗，內(nèi)核不可能一次到位，最終還是要修改的，不過只要將內(nèi)核和界面的接口處理好，實現(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)廠家可以請專業(yè)人士設(shè)計界面。相對來說，界面離不開:框架窗口、菜單、工具欄。用戶使用應(yīng)用軟件通常從菜單入手或者從工具欄入手。

我們個人寫界面通常也不大可能直接從Windows SDK寫起，當然排除一些高手。順便提一句，我看過羅云彬先生的《Win32匯編教程》（書名忘記了，大致是這個意思，現(xiàn)在我這里不能上網(wǎng)，不能確定），看完后，我認為完全可以從匯編語言寫界面，不過效率可能會低一點。

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

同時我們可能還需要一些寫一些輔助庫來實現(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)的繪圖的功能寫在一個圖形庫中。

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。我們可能會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視圖。

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

洋洋灑灑寫了這么多。真正實現(xiàn)一個實用的的應(yīng)用軟件的時候，可能會遇到各種各樣的困難，但是這些困難都是可以一一克服的。因為別人能做到的，我們也能做到。