c#三层架构简单实例分析.docx

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c#三层架构简单实例分析

基于3层架构的课程管理系统

本模块工作任务

任务3-1：

三层架构划分

任务3-2：

数据访问层的实现

任务3-3：

业务逻辑层的实现

任务3-4：

表示层的实现

本模块学习目标

1、掌握三层架构的划分原理

2、掌握各层的设计思路，和层之间的调用关系

3、利用三层架构实现对课程管理模块的重构

4、巩固OOP的基本概念和OOP的编程思路

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任务3-1：

三层架构划分

效果与描述

图包含多个项目的3层架构解决方案

本任务要求学生能够将原来的只有1个项目的课程管理模块，重构为标准的具有5个项目的3层架构的模块，并进行恰当的初始化，仍能实现课程记录的添加、浏览功能。

在此过程中理解3层架构的划分原理，各层的任务，层之间的调用关系。

本任务的业务流程：

图单层转化为3层架构的业务流程

相关知识与技能

3-1-1三层架构的划分原理

三层架构的划分如下图：

图三层架构原理图

1、各层的任务

数据访问层：

使用中的数据操作类，为数据库中的每个表，设计1个数据访问类。

类中实现：

记录的插入、删除、单条记录的查询、记录集的查询、单条记录的有无判断等基本的数据操作方法。

对于一般的管理信息软件，此层的设计是类似的，包含的方法也基本相同。

此层的任务是：

封装每个数据表的基本记录操作，为实现业务逻辑提供数据库访问基础。

业务逻辑层：

为用户的每个功能模块，设计1个业务逻辑类，此时，需要利用相关的数据访问层类中，记录操作方法的特定集合，来实现每个逻辑功能。

界面层：

根据用户的具体需求，为每个功能模块，部署输入控件、操作控件和输出控件，并调用业务逻辑层中类的方法实现功能。

2、层之间的调用关系

数据访问层的类，直接访问数据库，实现基本记录操作。

业务逻辑层的类，调用相关的数据访问类，实现用户所需功能。

界面层：

部署控件后，调用业务逻辑层的类，实现功能。

将应用程序的功能分层后，对于固定的DBMS，数据访问层基本可以不变，一旦用户的需求改变，首先修改业务逻辑层，界面层稍做改动即可。

这种做法使程序的可复用性、可修改性，都得到了很好的改善，大大提高了软件工程的效率。

3-1-2ORM（对象关系映射）

在图中看到，除了界面层、业务逻辑层和数据访问层之外，还有2个项目。

其中，Common项目中一般放的是公用文件，如数据操作类DBHelper等，被数据访问层的类调用，其必要性在上个模块已述。

Modal项目中存放的是实体类。

所谓的对象关系映射ObjectRelationalMapping，简称ORM，是为了解决面向对象的类，与关系数据库的表之间，存在的不匹配的现象，通过使用描述对象和关系之间映射的元数据，在程序中的类对象，与关系数据库的表之间建立持久的关系，用于在程序中描述数据库表。

本质上就是将数据从一种形式转换到另外一种形式。

ORM是一个广义的概念，适应于关系数据库与应用程序之间的各类数据转换，目前有许多自动转换工具可用，如codesmith等。

在本教材中，利用手工书写代码的形式，实现ORM。

如对于学生选课管理系统数据库中的课程表course，其设计视图如下：

图Course表设计视图

可以这样设计类来描述它：

publicclassCourse

{

privatestringcourseId;

publicstringCourseId

{

get{returncourseId;}

set{courseId=value;}

}

privatestringcourseName;

publicstringCourseName

{

get{returncourseName;}

set{courseName=value;}

}

privateintcourseCredit;

publicintCourseCredit

{

get{returncourseCredit;}

set{courseCredit=value;}

}

publicCourse（）{}

publicCourse（stringcourseId,stringcourseName,intcourseCredit）

{

=courseId;

=courseName;

=courseCredit;

}

}

将表中的每个字段抽取为类的字段（注意类型匹配），并封装成属性，设计构造函数，来将表抽取为类。

这种类就称为实体类。

这个抽取过程称为对象关系映射ORM。

在Modal项目中，为数据库的每个表，都设计一个相应的实体类，这样，就相当于对每个表实体，在.NET程序中，都可以通过类对象来应用。

在上面介绍的3层中，通常都会用到实体类对象。

综上所述，这5个项目之间的关系是这样的：

图三层架构中5个项目之间的关系图

任务的设计思路

1、在上个模块基于单层的课程管理的基础上，将原有的WINDOWS窗体应用程序的项目，设置为界面层，改名为UI，界面层的控件部署不用改变，并设置为启动项目；

2、在解决方案中添加业务逻辑层项目BLL、数据访问层项目DAL、Common项目、Modal项目，他们都是类库型的项目；

3、将DBHelepr类移到Common项目中；

4、在Modal项目中，为学生选课管理系统的每个表，设计对应的实体类。

5、设置好引用关系后，运行，可实现课程记录的添加和浏览。

注意：

此时，3层结构虽已架设好，运行也可实现课程管理的记录添加和浏览功能。

但是运行的仍是界面层代码，其余层的代码尚未设计。

任务的实施

1、在原来的版本中，用1个WINDOWS窗体应用项目就实现了课程管理，在3层架构体系中，当然，这个项目就是界面层。

首先，把原有的项目改名为UI，右击此项目，改名即可。

然后，右击解决方案，选择“设置启动项目”，即可将界面层项目设置为启动项目。

2、右击解决方案，分别生成4个新的项目，这些项目均是类库项目，按照惯例，数据访问层项目起名为DAL，业务逻辑层项目起名为BLL，另外2个项目起名为Common和Modal。

3、右击Common，选择“添加”里的“现有项”，将DBHelper类添加入此项目。

右击UI下原有的DBHelper类文件，选择“从项目中排除”。

就实现了将DBHelepr类移到Common项目中。

将命名空间改为，其中BFCourse为解决方案名。

以后每个项目中的每个文件，都需要在前面加上解决方案名，这样，就都处于同一个命名空间BFCourse。

4、在Modal项目中，选择添加新建项，参考课程表的抽取方法，为学生选课管理系统的每个表，设计对应的实体类。

同理，命名空间改为BFCourse.Modal。

5、此时，界面层代码会显示DBHelper找不到，因为移到了Common项目。

所以，必须在界面层项目UI中添加对Common项目的引用。

然后，整个系统就可以运行了。

当然，虽然形式是3层的，但实际运行的是UI和Common中的代码。

举一反三

1、把选课系统数据库的另外3张表，学生表、选课表和用户表，都进行对象关系映射，为其生成实体类。

2、在包含5个项目的3层架构的系统中，为DAL、BLL项目添加类文件，只需添加空文件，但命名方式按各层的功能需求设计，将所有需要的类文件添加齐全。

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任务3-2：

课程添加的3层实现

效果与描述

效果图仍然如图所示，实现课程记录的添加。

但需要用3层的技术来实现。

首先，回顾一下，记录添加的业务流程，如图所示。

要判断输入的完整性；然后判断输入的课程号主键在数据库中是否已有；若无，则插入记录到数据库中。

然后，根据业务需求，从底到高来设计每层。

单纯的判断记录有无、单纯的记录添加操作，就可以放在数据访问层。

记录添加的逻辑功能：

判断输入的课程号主键在数据库中是否已有，若无，则插入记录到数据库中，则由业务逻辑层调用数据访问层的添加方法来实现；最后，在界面层，其控件部署不用改变，只需判断文本框的输入完整性，然后调用业务逻辑层的添加方法就可以了。

本任务的设计流程如下:

图数据添加的3层设计流程

相关知识与技能

3-2-1数据访问层的方法设计

一般为系统数据库中的每个表设计一个数据访问类，实现基本的记录操作。

为了实现课程记录的添加，目前，可在数据访问类包含如下方法：

1、判断某主键的记录是否存在

方法名：

Exist

形参：

代表主键的变量

返回值：

bool

方法内代码设计：

（1）设计语句select*from表where主键名=形参

（2）利用using语句，调用DBHelper类，生成一个datareader对象

（3）利用HasRows属性判断此datareader对象是否有行，若有，返回真，否则返回假。

应用场合：

在插入记录前判断，若有则不用再插；在删除记录前判断，若有则不能删。

2、方法名：

AddXX

形参：

代表此表实体类的对象

返回值：

int

方法内代码设计：

（1）设计语句insert

（2）调用DBHelper类，用ExeccuteNonQuery（）方法执行此语句并返回。

应用场合：

在表中添加一条记录，根据返回值是否大于0判断执行成功否。

3-2-2业务逻辑层的方法设计

一般为系统中的每个功能模块设计1个业务逻辑层的类，实现此模块的所有业务逻辑。

在课程添加中，所需要的业务逻辑为课程添加。

首先，由于需要调用数据访问类CourseAccess，因此，在类内设计1个字段为此类对象：

CourseAccesscourseAccess=newCourseAccess（）;

其次，此类需要设计如下方法：

1、添加课程

方法名：

AddXX

形参：

课程类对象

返回值：

void

方法内代码设计：

（1）调用CourseAccess类对象的Exist（）方法，判断形参所表示的课程类对象是否存在，若存在方法返回；

（2）调用CourseAccess类对象的AddCourse（）方法，添加课程，并利用返回值判断添加是否成功。

3-2-3界面层的设计

界面层的设计，首先需要根据用户的功能需求部署恰当控件，这些控件部署在第2模块已实现，不用改变。

然后，把功能实现代码放在恰当控件的恰当事件中，在这些代码中，需要调用业务逻辑层的方法实现。

课程添加时，界面上主要的功能如下：

1、按下添加按钮，实现课程记录的插入

（1）代码放在按钮的CLICK事件中；

（2）代码设计思路：

首先进行控件的输入正确性验证；其次利用控件的输入值，生成1个课程实体类对象；利用此对象，调用业务逻辑类对象的AddCourse（）方法，插入记录；最后刷新浏览。

任务的设计思路

1、在DAL项目中新建针对课程表的数据访问类文件，将所需的2个方法设计在内。

2、在BLL项目中新建针对课程管理的业务逻辑类文件，并设计相关方法。

3、优化界面层代码，调用业务逻辑层类的方法，实现添加。

4、在DAL项目中，要用到DBHelper类和课程实体类Course，分别位于Common和Modal项目中，所以，必须在项目中加入对此2个项目的引用。

同理，BLL项目中，要用到CourseAccess类和课程实体类Course，分别位于DAL和Modal项目中，所以，必须在项目中加入对此2个项目的引用。

UI项目中，要用到CourseBiz类和课程实体类Course，分别位于BLL和Modal项目中，所以，必须在项目中加入对此2个项目的引用。

任务的实施

1、右击DAL项目，选择新建类文件，命名为：

。

命名空间改为BFCourse.DAL。

右击项目，选择添加引用，选中项目里的Common和Modal，然后添加引用语句：

using;using。

2、CourseAccess类中判断某课程记录是否存在的方法：

BLL。

右击项目，选择添加引用，选中项目里的DAL和Modal，然后添加引用语句：

using;using。

5、CourseBiz类部分代码

publicclassCourseBiz

{

CourseAccesscourseAccess=newCourseAccess（）;

UI。

右击项目，选择添加引用，选中项目里的BLL和Modal，然后添加引用语句：

using;using。

7、界面层重构的部分代码

privatevoidbuttonAdd_Click（objectsender,EventArgse）

{

if==

{

（"请输入课程编号"）;

return;

}

if==

{

（"请输入课程名称"）;

return;

}

if==

{

（"请输入课程学分"）;

return;

}

stringcourId=stringcourName=intcourCredit=Coursecourse=newCourse（courId,courName,courCredit）;

CourseBizcb=newCourseBiz（）;

（course）;

}

此时运行系统，记录添加的部分就是由这3层实现的，界面层按下“添加”按钮后，调用BLL层的voidAddCourse（Coursecourse）方法，此方法又调用DAL层的boolExist（stringcourseId）和intAddCourse（Coursecourse）方法，它们再调用DBHelper中的具体数据记录操作方法。

是一个标准的3层架构调用机制。

总结：

3层架构设计时，根据功能需求，从下而上设计，实际运行时，从上而下调用。

图课程添加的3层调用流程

举一反三

1、

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任务3-3：

课程删除的3层实现

效果与描述

图添加课程删除功能后的课程管理界面

效果图如图所示，为了实现课程记录的删除，需要按主键删除，所以添加了课程号的文本框和删除按钮。

用3层的技术来实现。

首先，也需要理顺记录删除的业务流程，如下图所示。

图课程删除的业务流程

要判断输入的完整性；然后判断输入的课程号主键在数据库中是否已有；若有，则删除该主键的记录。

然后，根据业务需求，从底到高来设计每层。

单纯的判断记录有无，已在上个任务实现；单纯的记录删除操作，就可以添加在课程表的数据访问层类。

记录删除的逻辑功能：

判断输入的课程号主键在数据库中是否已有，若有，则删除记录，由业务逻辑层添加调用数据访问层的删除方法来实现；最后，在界面层，只需判断文本框的输入完整性，然后调用业务逻辑层的删除方法。

本任务的设计流程如记录添加的设计流程，不再赘述。

相关知识与技能

3-3-1数据访问层的方法设计

在上个任务的CourseAccess类中，为了实现删除，需要添加的方法有：

1、删除记录

方法名：

DelXX

形参：

代表主键的变量课程号

返回值：

int

方法内代码设计：

（1）设计语句delete

（2）调用DBHelper类，用ExeccuteNonQuery（）方法执行此语句并返回

应用场合：

在表中删除一条记录，根据返回值是否大于0判断执行成功否。

3-3-2业务逻辑层的方法设计

在上个任务的CourseBiz类中，为了实现删除，需要添加的方法有：

1、删除课程

方法名：

DelXX

形参：

代表主键的变量课程号

返回值：

void

方法内代码设计：

（1）调用CourseAccess类对象的Exist（）方法，判断形参的课程类对象是否存在，若不存在方法返回；

（2）调用CourseAccess类对象的DelCourse（）方法，删除课程，并利用返回值判断添加是否成功。

3-3-3界面层的设计

界面层的设计，部署恰当控件后，把功能实现代码放在恰当控件的恰当事件中。

课程删除时，界面上主要的功能如下：

1、按下删除按钮，实现课程记录的删除

（1）代码放在按钮的CLICK事件中；

（2）代码设计思路：

首先进行控件的输入正确性验证；将控件的值放在某变量中；利用此变量作为实参，调用业务逻辑类对象的DelCourse（）方法，删除记录；最后刷新浏览。

任务的设计思路

1、在DAL项目中CourseAccess类，添加删除课程的方法。

2、在BLL项目中CourseBiz类，添加课程删除相关方法。

3、优化界面层代码，调用业务逻辑层类的方法，实现删除。

任务的实施

1、在CourseAccess类中，添加如下方法：

删除课程，注意形参是课程号

ET中，集合可分为泛型集合类和非泛型集合类。

泛型集合类一般位于命名空间，非泛型集合类位于命名空间，除此之外，在.Specialized命名空间中也包含了一些有用的集合类。

1、非泛型集合命名空间下的.NET非泛型集合类如下所示：

：

数组集合类

：

布尔集合类

：

队列

：

堆栈

：

哈希表

：

排序集合类

非泛型集合操作直观，但由于集合中的对象是Object类型，如果集合中需要存放其它类型的对象，则每次使用都必须进行繁琐的类型转换。

因此，一般情况下，泛型集合用的比较多。

2、泛型

泛型就好比Word中的模板，在定义Word模板时，对具体编辑哪种类型的文档是未知的。

在.NET中，泛型提供了类、结构、接口和方法的模板，定义泛型时的具体类型也是未知的。

例如，可以定义一个泛型类：

classFX

{

privateTx;

publicFX（）{}

publicFX（Tx）

{

=x;

}

publicTnum（）

{

returnx;

}

}

此类表示一种模板，此模板中包含一个字段，2个构造函数，和一个返回字段值的方法，字段和方法的类型都是未知的。

实例化此类可以是：

FXf=newFX（3）;表示用整型来实例化，并为字段赋值为3。

也可以这样实例化：

FXg=newFX;表示用实型进行实例化，并为字段赋值。

所以，实例化泛型类必须在<>内填上确定的类型，表示此模板目前作用于什么类型。

3、泛型集合

在3层结构的应用程序中，用到的泛型集合命名空间下的.NET泛型集合类主要是：

.List类。

查阅msdn的List（OfT）类，对泛型集合进行定义和使用。

（1）定义

List＜T＞ 集合名 = new List＜T＞（）;  

表示定义1个List类的泛型集合，集合中对象的类型为T。

其中的T就是所要使用的类型，既可以是简单类型，如string、int，也可以是用户自定义类型如course类。

（2）属性

Count：

获取集合中实际包含的元素数

Item：

获取或设置指定索引处的元素

（3）方法

Add（Titem）：

将对象添加到List的结尾处。

例如以下代码：

classPerson

{

privatestringname;

privateintage;

publicPerson（）{}

publicPerson（stringname,intage）

{=name;=age;}

}

privatevoidbutton1_Click（objectsender,EventArgse）

{

ListpList=newList（）;

stringname=intage=Personp=newPerson（name,age）;

（p）;

=pList;

}

定义了1个Person类的泛型列表后，可以将Person类的对象放入此集合，并作为数据网格的数据源。

3-4-2数据访问层的方法设计

在上个任务的CourseAccess类中，为了实现浏览，需要添加的方法有：

1、获取此表的所有记录

方法名：

GetXXList

形参：

无

返回值：

此表实体类的泛型集合

方法内代码设计：

（1）设计语句select*from表

（2）定义此表实体类的泛型集合对象

（3）利用using语句，调用DBHelper类，生成一个datareader对象

（4）利用Read（）方法读此datareader对象的所有行，每读1行，取到此表实体类的对象中，添加入泛型集合，返回泛型集合对象。

应用场合：

取整个表的所有记录，作为数据展示控件（如数据网格）的数据源。

3-4-3业务逻辑的方法设计

在上个任务的CourseBiz类中，为了实现浏览，需要添加的方法有：

1、课程浏览

方法名：

GetXXList

形参：

无

返回值：

void

方法内代码设计：

（1）调用CourseAccess类对象的GetCourseList（）方法，返回课程泛型集合类。

3-4-3界面层代码的重构

课程浏览时，界面上主要的功能如下：

1、窗体加载时，代码放在LOAD事件中，调用业务逻辑类对象的GetCourseList（）方法，实现浏览。

2、添加或删除记录成功后，在原有代码中添加，调用业务逻辑类对象的GetCourseList（）方法，实现浏览。

任务的设计思路

1、在DAL项目中CourseAccess类，添加浏览课程的方法。

2、在BLL项目中CourseBiz类，添加课程浏览相关方法。

3、优化界面层代码，调用业务逻辑层类的方法，在3个场合实现浏览。

任务的实施

1、在CourseAccess类中，添加如下方法：

oString（）;

=dr["courseName"].ToString（）;

=（dr["courseCredit"]）;

（course）;

}

}

returnlist;

}

2、在CourseBiz类中，添加如下方法：

///

///

publicListGetCourseList（）

{

return（）;

}

3、在界面层的3个场合添加如下代码：

CourseBizcb=newCourseBiz（）;

=（）;

此时运行系统，记录浏览的部分就是由这3层实现的，