Як зробити графічний інтерфейс для поліморфного класу?

Скажімо, у мене є конструктор тестів, щоб вчителі могли створити купу питань для тесту.

Однак не всі питання однакові: у вас є вибір декількох, текстове поле, відповідність тощо. Кожен із цих типів запитань повинен зберігати різні типи даних та потребувати різного графічного інтерфейсу як для творця, так і для учасника тесту.

Я хотів би уникати двох речей:

1. Чекові типи або кастинг типів
2. Все, що стосується графічного інтерфейсу в моєму коді даних.

У першій моїй спробі я закінчую такі класи:

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

Однак, коли я йду показувати тест, я неминуче закінчуюсь кодом типу:

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

Це відчувається як справді поширена проблема. Чи існує якась схема дизайну, яка дозволяє мені мати поліморфні питання, уникаючи перелічених вище предметів? Або поліморфізм - це неправильна ідея в першу чергу?

Ви можете використовувати шаблон відвідувача:

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

interface Question {
    void visit(QuestionVisitor);
}

class MultipleChoice implements Question {

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

Інший варіант - дискримінаційний союз. Це дуже залежатиме від вашої мови. Це набагато краще, якщо ваша мова це підтримує, але багато популярних мов цього не роблять.

У C # / WPF (і, я думаю, в інших мовах дизайну, орієнтованих на інтерфейс користувача), у нас є DataTemplates . Визначаючи шаблони даних, ви створюєте зв'язок між одним типом "об'єкта даних" та спеціалізованим "шаблоном інтерфейсу", створеним спеціально для відображення цього об'єкта.

Щойно ви надаєте інструкції для інтерфейсу користувача для завантаження певного виду об’єкта, він побачить, чи є певні шаблони даних, визначені для об'єкта.

Якщо кожну відповідь можна закодувати як рядок, ви можете зробити це:

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

Там, де порожній рядок означає, це питання, поки на нього немає відповіді. Це дозволяє відокремити питання, відповіді та графічний інтерфейс, але це дозволяє поліморфізм.

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)
        );            
    }
}

Текстове поле, відповідність тощо може мати подібні конструкції, які реалізують інтерфейс питання. Побудова рядка відповідей відбувається у вікні перегляду. Рядок відповідей представляє стан тесту. Вони повинні зберігатися по мірі прогресування учня. Застосування їх до питань дозволяє відображати тест і його стан як в градуйованому, так і в неоціненому вигляді.

Відокремлюючи вихідний display()і displayGraded()перегляд, не потрібно замінювати і не потрібно робити розгалуження на параметри. Однак кожне представлення може використовувати повторно стільки логіки відображення, скільки може під час показу. Яка б схема не була створена, не потрібно просочуватися в цей код.

Якщо ви хочете мати більш динамічний контроль над тим, як відображати питання, ви можете зробити це:

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

і це

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)
        );            
    }
}

У цього є недолік, що він вимагає представлень, які не мають наміру відображати score()або answerKeyзалежати від них, коли вони їм не потрібні. Але це означає, що вам не доведеться перебудовувати тестові питання для кожного типу перегляду, який ви хочете використовувати.

На мою думку, якщо вам потрібна така загальна функція, я б зменшив зв'язок між матеріалами в коді. Я б спробував визначити тип питання як більш загальним, і після цього я створив би різні класи для об'єктів візуалізації. Будь ласка, дивіться приклади нижче:

///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
}

Потім для частини візуалізації я видалив перевірку типу, здійснивши просту перевірку даних усередині об’єкта запитання. Нижче наведений код намагається виконати дві речі: (i) уникнути перевірки типу та уникнути порушення принципу "L" (заміна Ліскова на SOLID) шляхом видалення підтипу класу Question; та (ii) зробити код розширюваним, ніколи не змінюючи основний код візуалізації нижче, просто додаючи до масиву більше реалізацій QuestionView та його екземпляри (це насправді принцип "O" у SOLID - відкритий для розширення та закритий для модифікації).

///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));
    }
  }
}

Фабрика повинна це робити. Карта замінює оператор перемикання, який потрібен виключно для того, щоб зв'язати питання (який нічого не знає про подання) з 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)
}

При цьому представлення використовує певний тип запитань, який він може відображати, а модель залишається відключеною від подання.

Фабрику можна заповнити за допомогою відображення або вручну при запуску програми.

Я не впевнений, що це розцінюється як "уникнення перевірки типу", залежно від того, як ви ставитесь до роздумів .

// 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()]());
}