c#三层架构讲稿和学生选课管理系统

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?模块概述 2

本模块工作任务2?

本模块学习目标 (2)

●任务3-1:三层架构划分?２

?效果与描述 (2)

?相关知识与技能 (3)

3-1-1 三层架构的划分原理3?

３－１－2 OＲM(对象关系映射）4?

?任务的设计思路 (5)

?任务的实施?５

??举一反三5?

任务3－2：数据访问层6?

??效果与描述?６

?相关知识与技能 (6)

3-2-1 泛型集合的定义与使用 (6)

3-2－2 数据访问层的设计思路 (8)

?任务的设计思路 (9)

?任务的实施9?

??举一反三 (11)

任务3-3:业务逻辑层的实现 ....................................................................................................... 1１??效果与描述11?

?相关知识与技能........................................................................................................... 1２3-3－1 业务逻辑层的设计思路 (12)

??任务的设计思路?１2

??任务的实施1?２

??举一反三 ......................................................................................................................... 1４任务3-4:表示层的实现 .. (14)

?效果与描述14?

?相关知识与技能........................................................................................................... 1４3-4-1 界面层的设计思路 . (14)

??任务的设计思路 (15)

?任务的实施 (15)

??举一反三15?

本模块小结1?５

本模块作业................................................................................................................................... １7

模块三基于3层架构的课程管理

?模块概述

在上个模块:单层的课程管理中，已实现数据库的连接、命令的执行、不同数据集的应用,并利用应用程序配置文件，和自定义的数据操作类,对程序进行了优化重构。实现一个管理信息系统所需要的技术，似乎已全了。

?但是，如果应用程序的功能需求不是这么简单,而是有非常复杂的流程。那么，如果按照上个模块的做法，在最后的重构中设计了一些功能实现方法,并且在同一层调用,界面层的代码就会很长而无序。并且，一旦用户需求改变，则对这么长的代码进行重写，是不可行的。这种做法对于大型的软件是不能承受的。

因此,目前通用的做法是：将应用程序的实现分布在从底向高的三个层。数据访问层实现对数据库记录的操作,这对于特定DBMS是固定的,不需更改的；业务逻辑层利用数据访问层实现业务逻辑，这层是关键,如果用户的业务需求改了,可以在这层中修改，因为这层有很多独立的方法,而且，改某个功能不会影响到别的功能,这种改动就比较科学；界面层调用业务逻辑层实现用户的功能,只要业务逻辑层有这个功能,就可以调用，界面层只需提供输入输出和提示等。这就是基于３层架构的应用程序体系结构，是目前最通用的架构模式。

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

界面层

业务逻辑层

数据访问层

图3．１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：将原项目改为

UI 层

新建BLL/ DAL/COMMON/MODL 项

目并初始化

初始化后仍能实现课程记录的浏览和添

加

图3.2 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3.3 三层架构原理图

1、各层的任务

数据访问层：使用ＡD Ｏ.N ＥT 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。

3－１－2 ＯRM （对象关系映射）

在图3.１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,Ｃo ｍmon 项目中一般放的是公用文件，如数据操作类DBH ｅlpe ｒ等,被数据访问层的类调用，其必要性在上个模块已述。Mod ａl 项目中存放的是实体类。

所谓的对象关系映射O ｂjec ｔＲelat ｉona ｌ M ａｐping ，简称O ＲM,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c ｏdes ｍit ｈ等。在本教材中,利用手工书写代码的形式,实现OR Ｍ。

如对于学生选课管理系统数据库中的课程表cou ｒｓe ，其设计视图如下

图３．４ Course 表设计视图

可以这样设计类来描述它：

p ｕb ｌｉc cl ａss C ｏurse

{

ｐrivate string course Ｉd;

p ｕｂli ｃ string C ｏu ｒs ｅＩd

{

g ｅt { ret ｕr ｎ courseId ； }

set { cour ｓeI ｄ = ｖalue ; }

}

pr ｉvate strin ｇ c ｏurse Ｎame ；

ｐubli ｃｓtring CourseName

｛

ｇet { r ｅtur ｎ cou ｒseName; }

set { ｃou ｒs ｅName = va ｌue ; }

}

private ｉnt courseCredit;

publi ｃ int Co ｕr ｓeCredi ｔ

{

ｇet { r ｅｔurn courseCr ｅd ｉt; ｝

set { ｃｏur ｓｅＣｒe ｄｉt = val ｕe ; ｝｝

public Coursｅ（){ }

puｂlｉc Course(strｉｎｇ cｏｕｒｓeId,string coｕrseNa ｍe,int courseCredit）

｛

tｈｉs.coursｅＩd = couｒseId;

ｔhｉs.ｃｏursｅNａme =couｒseName;

this.courseCｒｅdit = 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3.５三层架构中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Com ｍoｎ项目中。将命名空间改为ＢＦCoursｅ.Coｍmｏn,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2.1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２.１4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3.6 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：CourseAcceｓs cｏｕｒsｅAcｃess ＝new CｏｕrｓeAcceｓs();

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Cour ｓeAccｅｓｓ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:ＣoｕrｓeAcｃｅss.cｓ。命名空间改为BF Ｃｏurse. 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：ｕｓｉngＢＦCｏursｅ．Modal;ｕsingＢFCouｒｓｅ．Ｃommoｎ。

2、ＣourｓeAccｅsｓ类中判断某课程记录是否存在的方法：

//／

/／/根据课号判断此课程是否存在

／/／＜/sｕmｍａｒy>

／／/

/／／

ｐublic bool Exist(sｔrｉnｇ courseIｄ)

{

striｎgｓtrSql = ｓｔring.Ｆoｒmat(＂selｅｃｔ *from coｕrｓe wherｅ cｏｕrseId='｛0}'＂,courseId);

uｓing(OleDbDaｔaReaｄer dr= DＢHelpｅr.ＧｅtReａdｅｒ(str Ｓql))

｛

if (dr.HaｓRｏws)

return true;

ｅｌse

returnｆaｌse；

}

３、CｏurseＡccｅｓｓ类中添加课程的方法,注意形参是课程对象

/／／<ｓuｍmary＞

/／／利用课程对象添加课程

///

//／<ｒeturｎs><／ｒｅtｕｒnｓ>

pｕblic inｔＡddCoｕｒse(Coｕrseｃourse)

{

ｓtrinｇｓtｒＳｑl =ｓtriｎg.Formaｔ（"insｅｒt into c ｏｕrse vａlues('{0}','｛１}',＇{２｝＇)",coｕrse．CoursｅId,cｏursｅ.Co ｕｒsｅName,ｃｏursｅ．CouｒseＣrediｔ);

retuｒn DBHeｌpeｒ.ＥxeｃNoｎQｕery(stｒSｑｌ）；

｝

4、右击BLL项目，选择新建类文件,命名为：CouｒseBiz．cs。命名空间改为BFCｏuｒｓ

e.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 BＦCoｕrse.Ｍodal;usinｇＢFCoｕrse.ＤＡＬ。

5、CourseＢiz类部分代码

ｐublｉc classＣoｕrseBｉz

｛

CｏｕｒsｅＡｃcess cｏurseAcｃess =nｅw CoｕｒｓeＡ

ccess()；

///

///判断逻辑，插入课程

///<／ｓuｍmary>

///

publicｖｏid AddCourse（Couｒｓｅcoursｅ）

{

if（cｏurseAccess.Exiｓｔ（ｃoｕｒse.CouｒｓｅＩｄ))

｛

MｅssａｇeBｏｘ.Show("此课程号已存在,请重新输入")；

ｒeｔurｎ;

｝

if (courseＡｃｃｅsｓ.AddＣoｕｒse(course) ＞０)

MesｓagｅBｏx.Ｓhow("添加成功");

else

MessａgeBｏx.Shｏw（"添加失败＂)；

}

｝

6、右击UＩ项目，命名空间改为BFＣourse. 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:ｕｓingＢＦCｏuｒse.Moｄal;usinｇ BFＣｏurｓe.BＬＬ。

7、界面层重构的部分代码

prｉvatｅvoid buttonAdｄ_Ｃｌicｋ(obｊect sendeｒ, ＥventArgｓe)

｛

if (ｔeｘｔＢｏx１.Teｘt == Sｔring.Emｐtｙ）

{

MesｓageBoｘ.Shoｗ(＂请输入课程编号"）;

ｒｅturn；

}

ｉｆ（teｘtBox２.Tｅxｔ＝= String.Empty）

{

MｅssageBox.Show("请输入课程名称");

ｒetuｒn;

｝

if (texｔBox3.Teｘt == Stｒｉｎg.Emｐty)

{

ＭesｓａｇeＢox．Ｓhow("请输入课程学分＂）;

return;

}

striｎg courＩd = ｔｅｘｔBoｘ1.Ｔext.Trim(）;

string coｕｒＮａmｅ= textBｏx2．Tｅxt．Tｒiｍ(）;

int cｏurＣredit = Conveｒt.ToＩnt３2(teｘtBox3.Teｘt.Triｍ()）;

Ｃouｒse cｏurｓｅ = nｅw Couｒsｅ(cｏurIｄ, cｏurNaｍe,cour Ｃredit);

??CｏurｓeBｉｚｃb= nｅｗCourseBｉz();

cb.AddＣourｓe(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（Coｕｒse coursｅ)方法,此方法又调用DAL层的ｂoｏl Exis ｔ（strinｇcouｒｓeIｄ）和iｎt ＡddCourse(Courｓe coursｅ）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３.7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3.8 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。在文本框中输入主键字段

是空的文本框吗

是

返回重新输入否

课程号文本框的值

在数据库中存在否

否是

删除该主键的课程记录并刷新浏览

图3.9 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。