HAVIT Knowledge Base

Po opakovaných přáních poodkrýt zákoutí našeho frameworku a generované business-vrstvy jsem se rozhodl zveřejnit vybraná témata a perličky. Dnes přicházím s BusinessObjectCollection, resp. s možným způsobem implementace kolekcí v business-vrstvě pomocí generik tak, abychom dosáhli maximální kompatibility typů a nemuseli bojovat s neustálou typovou neshodou kolekcí.

Čeho chceme u kolekcí business-objektů dosáhnout:

1. Chceme jednu společnou bázovou třídu BusinessObjectCollection pro všechny kolekce business-objektů a v ní centrálně implementovat operace, které jsou společné pro všechny business-objekty. Pro příklad tam dáme primitivní metodu SaveAll(), která všechny business-objekty v kolekci uloží a její implementace je stejná, ať už se jedná o kolekci Faktur, nebo kolekci Subjektů.
2. V bázové třídě BusinessObjectCollection chceme definovat i operace, které pracují přímo s business-objekty, pokud možno strong-type, typem co nejpřesnějším. Např. běžné Add(Order order), Remove(Subject subject), atp.
3. V bázové třídě BusinessObjectCollection chceme definovat i operace, které pracují s kolekcemi business-objektů, pokud možno strong-type, typem kolekce co nejpřesnějším. Např. FindAll(), který vrací kolekci všech nalezených prvků odpovídajících nějaké podmínce, atp.
4. Od této společné bázové abstraktní třídy BusinessObjectCollection chceme děděním vytvářet konkrétní potomky - třídy kolekcí pro jednotlivé business-objekty, např. OrderCollection, SubjectCollection, UserCollection, atp.

Jak tedy na to? Nejprve si zavedeme základní třídy, které budu v dalších příkladech používat:

public abstract class BusinessObjectBase
{
    public abstract void Save();
}

public class Order : BusinessObjectBase
{
    public decimal Cena { get; set; }
    public override void Save()
    {
        // implementace
    }
}BusinessObjectBase je bázová třída pro všechny business-objekty, Order je příklad konkrétní implementace.

Způsob 1. - základní

Nejprve si ukážeme, jak vypadá běžná implementace kolekcí:

public abstract class BusinessObjectCollection<T> : Collection<T>
    where T : BusinessObjectBase
{
    public BusinessObjectCollection()
        : base(new List<T>())
    {
    }

    public void SaveAll()
    {
        foreach (BusinessObjectBase item in this.Items)
        {
            item.Save();
        }
    }

    public virtual List<T> FindAll(Predicate<T> match)
    {
        List<T> innerList = (List<T>)Items;
        List<T> found = innerList.FindAll(match);
        return found;
    }
}

public class OrderCollection : BusinessObjectCollection<Order>
{
    public decimal GetCelkovaCena()
    {
        decimal result = 0;
        // implementace
        return result;
    }
}Co tato implementace ukazuje:

• Jako úplný základ používáme generickou kolekci Collection<T>, která samotná už nám přináší všechny základní strong-type operace, např. Add(), Contains(), IndexOf(), Insert(), Remove(), RemoveAt() a indexer přes pořadí this[int].
• Třída Collection<T> je implementačně pouze wrapperem nějaké vnitřní kolekce, kterou skrývá pod property protected IList<T> Items. Vnitřní implementace Collection<T> používá jako tento datový nosič List<T>, v kontraktu této třídy to však popsáno není. Chceme-li tedy zaručit, že naše prvky budou fyzicky uloženy v datové struktuře typu List<T>, můžeme využít protected constructor od Collection<T>, který umožňuje předat instanci požadované datové struktury, která musí implementovat IList<T>. Nám se hodí právě List<T>, který zahrnuje spoustu dalších užitečných metod, které budeme chtít naše business-kolekce také naučit. V příkladu využíváme List<T>.FindAll().
• Metoda SaveAll() provádí určitou operaci s prvky kolekce, její interface je vyhovující, není co namítat.
• Metoda FindAll() ale už není tak krásná, jejím návratovým typem je totiž List<T> a tím se nám klientský kód pěkně zamotá:

OrderCollection orders = Order.GetAll();

List<Order> zeroOrders = orders.FindAll(delegate(Order item)
{
    return (item.Cena == 0);
});

zeroOrders.SaveAll(); //nejde
decimal d = zeroOrder.GetCelkovaCena(); //nejde
OrderCollection zeroOrders2 = (OrderCollection)zeroOrders; // nejde


Návratovým typem FindAll() je List<Order>, s kterým přicházíme o veškerou logiku, kterou jsme business-kolekce naučili, jak v bázové třídě BusinessObjectCollection, tak v konkrétní třídě OrderCollection.

Způsob 2. - Drobné vylepšení základní metody

Zlepšení na poli typů dosáhneme, pokud implementaci naší BusinessObjectCollection<T> upravíme takto:

public abstract class BusinessObjectCollection<T> : Collection<T>
    where T : BusinessObjectBase
{
    public BusinessObjectCollection()
        : base(new List<T>())
    {
    }

    public void AddRange(IEnumerable<T> source)
    {
        List<T> innerList = (List<T>)Items;
        innerList.AddRange(source);
    }

    public virtual BusinessObjectCollection<T> FindAll(Predicate<T> match)
    {
        List<T> innerList = (List<T>)Items;
        List<T> found = innerList.FindAll(match);

        BusinessObjectCollection<T> result = new BusinessObjectCollection<T>();
        result.AddRange(found);
        return result;
    }

    public void SaveAll()
    {
        foreach (BusinessObjectBase item in this.Items)
        {
            item.Save();
        }
    }
}

• Metodu FindAll() jsme trošku typově vylepšili, namísto obecného List<T> ji necháme vracet alespoň datový typ BusinessObjectCollection<T>. Protože však musíme instanci BusinessObjectCollection<T> nějak získat, nezbývá než si založit novou a pomocí další vypropagované metody List<T>.AddRange() do ní prvky zkopírovat. Je to nepochybně určitý výkonový overhead, nicméně vzhledem k tomu, že kopírujeme pouze reference na existující instance jednotlivých business-objektů, jedná se o overhead zanedbatelný a naopak převáží výhoda příjemného vylepšení interface kolekcí.
• Stále však nemůžeme být spokojeni:

OrderCollection orders = Order.GetAll();

BusinessObjectCollection<Order> zeroOrders = orders.FindAll(delegate(Order item)
{
    return (item.Cena == 0);
});

zeroOrders.SaveAll(); //HURÁ! Funguje!
decimal d = zeroOrders.GetCelkovaCena(); // stále nefunguje
OrderCollection zeroOrders2 = (OrderCollection)zeroOrders; // nejde

Stále nedostáváme od metody FindAll() kolekci typu OrderCollection. Sice jsme získali možnost využít operací implementovaných v BusinessObjectCollection, jako např. SaveAll(), stále však nedosáhneme na operace implementované v OrderCollection, nemáme GetCelkovaCena().

Způsob 3. - Kouzlíme s generiky

Generika v .NET Frameworku jsou udělána dobře a snesou všechno. Opakovaně jsem sám u generik předpokládal, že "tohle už přeci nemůže jít". Generika opravdu unesou hodně:

public abstract class BusinessObjectCollection<TItem, TCollection> : Collection<TItem>
    where TItem : BusinessObjectBase
    where TCollection : BusinessObjectCollection<TItem, TCollection>, new()
{
    public BusinessObjectCollection()
        : base(new List<TItem>())
    {
    }

    public void AddRange(IEnumerable<TItem> source)
    {
        List<TItem> innerList = (List<TItem>)Items;
        innerList.AddRange(source);
    }

    public virtual TCollection FindAll(Predicate<TItem> match)
    {
        List<TItem> innerList = (List<TItem>)Items;
        List<TItem> found = innerList.FindAll(match);

        TCollection result = new TCollection();
        result.AddRange(found);
        return result;
    }

    public void SaveAll()
    {
        foreach (BusinessObjectBase item in this.Items)
        {
            item.Save();
        }
    }
}

public class OrderCollection : BusinessObjectCollection<Order, OrderCollection>
{
    public decimal GetCelkovaCena()
    {
        decimal result = 0;
        // implementace
        return result;
    }
}

Co jsme to udělali?

• Definici třídy BusinessObjectCollection jsme rozšířili o další generický typ na BusinessObjectCollection<TItem, TCollection>, kde TItem je typ prvků kolekce a TCollection je typ kolekce samotné!
• Pomocí generického typu TCollection můžeme nyní postavit metodu FindAll tak, že jejím návratovým typem bude TCollection, tedy požadovaný typ kolekce.
• Získáváme plně typově konzistentní kolekci OrderCollection, jejíž všechny metody používají typ Order jako typ prvku a typ OrderCollection jako typ kolekce!
• Dostáváme jednoduchý snadno použitelný interface:

OrderCollection orders = Order.GetAll();

OrderCollection zeroOrders = orders.FindAll(delegate(Order item)
{
    return (item.Cena == 0);
});

zeroOrders.SaveAll(); //HURÁ! Funguje!
decimal d = zeroOrders.GetCelkovaCena(); //HURÁ! Funguje!
// přetypovávat už ani nepotřebujeme

Způsob 4. - A jak je to u nás?

Generika snesou hodně, opravdu hodně. U nás je to takto:

• V našich class-libraries (HAVIT Framework Extensions) máme abstraktní předky BusinessObjectBase a BusinessObjectCollection<TItem, TCollection>. Tyto třídy definují operace společné pro všechny business-objekty, na všech našich projektech, prostě úplný základ, jádro.
• Na konkrétních projektech pak používáme generování základního kódu business-tříd, tedy business-objektů i business-kolekcí, na základě vstupního schematu (např. DB diagramu). Generovaný kód umísťujeme do bázových tříd OrderBase a OrderCollectionBase, zatímco vlastní kód zapisujeme až do potomků těchto tříd Order a OrderCollection.
• Při prvním spuštění generátor vygeneruje třídy všechny (třídy Order a OrderCollection vygeneruje prázdné), zatímco při dalších spuštěních generátor přepisuje třídy OrderBase a OrderCollectionBase (náš "dopsaný" kód tak zůstává nedotčen).
• Výsledný kód tříd vypadá nějak takto:

Nejprve business-objekt Order:

public abstract class OrderBase : BusinessObjectBase
{
    // toto je generovaná třída, generátor ji vždy přepíše, nic se sem nesmí ručně dopisovat
    public decimal Cena { get; set; }
    public override void Save()
    {
        // implementace
    }
}

public class Order : OrderBase
{
    // toto je používaná třída, sem mohu zapsat vlastní kód

    public decimal GetCenaPoSleve()
    {
        // implementace
    }
}Dále business-kolekce OrderCollection:

Ano! Generika umožňují dokonce v předkovi OrderCollectionBase používat jako TCollection odkaz na vlastního potomka OrderCollection.

Pokračování

• Money<TCurrency> - kouzlíme s generiky II.