对象关系设计

Question

我只是碰巧思考了一个面向对象的概念，这可能听起来很微不足道，但我不知道为什么我觉得它很令人困惑。

无论如何，我在想，例如，如果我有一个动物类和一个位置类。而且我在任何时间只允许一只动物出现在一个地点。所以这有点像一对一的关系。同时，我希望 Animal 和 Location 类不需要某种双向引用，以便它们保持松散耦合。如果说我有这个：

class Animal {
   private Location loc;

   public Animal(int x, int y) {
      loc = new Location(x,y);
   }

   public static newAnimal(Location[][] map, int x, int y) {
      if(map[x][y] != null) {
         return new Animal(x, y);
      } else return null;
}

class Location extends Point {
   public Location(int x, int y) {
      super(x, y);
   }
}

public static void main(String[] args) {
   //populates a map
   Location[][] map = new Location[10][10];
   for(int x=0; x<10; x++) {
      for(int y=0; y<10; y++) {
         map[x][y] = new Location(x, y);
      }
   }

   Animal dog = new Animal(2, 4);    //dog is at location 2,4
   Animal cat = new Animal(5, 6);    //cat is at location 5,6

   //But this does not restrict a constraint requirement that there should only be one animal at any one point
   Animal horse = new Animal(2, 4);    //now, horse is at the same location as dog but we only wanted one location to have one animal

   Animal rabbit = Animal.newAnimal(map, 20, 50);    //rabbit is null because it is out of the map size
}

由此，我预见到两个问题。

首先，因为我的位置不知道动物是否已经在其上，所以许多动物都可以指向地图数组上的同一位置。这将违反我想要的 1-1 多重性约束。就我而言，我让动物拥有该位置。这可能就是发生这种情况的原因。如果我让位置拥有动物，这个问题就可以解决。但在某种情况下，如果我想知道我的动物在哪里，我需要遍历整个地图才能找到我的动物的位置在哪里？或者，我可以保留双向引用，但这会导致类高度耦合。

我认为可能存在问题的第二个问题是 Animal 类的设计。我有一个静态 newAnimal() 方法来实例化新动物。我这样做是因为我认为允许调用者直接从构造函数创建新的 Animal 实例可能会允许超出范围的坐标输入。但我还是觉得这个设计很别扭。

我在示例中使用 Java 代码。我正在考虑类对象本身的设计，尚未涉及数据库。

任何改善我提出的两个问题的建议都可能很棒。 谢谢！

Answer 1

1.Location/Map in our case is a real world object and has boundaries.
2.Map can not hold more than one animal at any pont
3.An animal can not occupy more than one location

以上是与该问题相关的事实。

位置可以被视为一个矩阵。二维数组。
目前，我们假设一只动物只精确地持有一个单位（一个细胞），并且不比给定时间点的单位少或多。

这个二维数组是Animals（只能包含Animal对象），那么包含是真实的，没有两个可以占据相同的空间 - 它必须替换现有的一个来占据。

另外，动物的位置属性也应该更新。

或者，可以编写 LocationManagerClass 来存储和管理地图上的动物占用情况。但是否接近现实生活中的“占空”场景还有待进一步评估

Answer 2

我将有单独的接口+类来管理/维护关系，并具有添加新动物或将动物移动到其他位置的方法。通过这种方式，您可以轻松检查和维护前/后条件。另外，我会保持动物和位置不可变（在这种情况下）。
拥有接口和类将更容易对关系进行不同的实现：Map、DB、文件等。

Answer 3

为什么您希望 Animal 类包含 Location？

另一种方法是在 Animal 类中仅具有 Animal 属性。位置等级很好。第三个类称为“地图”，它将管理位置（在地图中）和每个位置存在的动物。

C++ 代码如下

class Animal
{
    public:

            Animal(char *name);
            ~Animal();

            char *getName();
    private:

            char *name;

：

//这里我没有使用Location类，而是使用x,y。你可以做出这样的小改变。

class Map
{

    private:

        Animal *animalLocation[10][10];


    public:
        //Note this function will check if any Animal exists at the specified (x,y). 
        void addAnimal(int x, int y, void *animal);
        void* getAnimal(int x, int y);

        Map();
        ~Map();

};

Answer 4

您可以使用类似于前面答案的内容，但使用另一个数据结构而不是二维数组。例如稀疏数组、有序列表或哈希表。这将提供更快的查找速度，但动物的插入或移动速度会更慢。而且它仍然可以强制执行任何地点不超过 1 只动物的要求。