## 高级程序设计 · 第9周

#### 工程架构：从"写代码"到"造系统"

##### CLI + MVC + Command模式实战

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### 📌 本周导航

- 痛点引入：脚本的宿命
- CLI vs GUI：为什么选命令行？
- MVC分层：职责分离的艺术
- Command模式：可扩展的路由
- Maven模板：工程化第一步
- 代码落地：从接口到实现
- 架构反思：共享数据的隐患
- 实践任务 + 课后作业

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### 1️⃣ 痛点引入：从脚本到工程的鸿沟

#### 这是一段“意大利面”爬虫

```java
public class Crawler {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("请输入URL: ");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String url = scanner.nextLine();
        List titles = new ArrayList();
        try {
            Document doc = Jsoup.connect(url).get();
            Elements elements = doc.select(".post-title");
            for (Element e : elements) {
                String title = e.text();
                System.out.println("标题: " + title);
                titles.add(title);
            }
        } catch (Exception ex) {
            System.out.println("出错啦: " + ex.getMessage());
        }
    }
}
```

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### 脚本的三大痛点

| 需求 | 需要改哪里？ |
|------|--------------|
| 保存标题到文件 | 改 main 内部逻辑 |
| 支持不同网站结构 | 全部重写解析代码 |
| 彩色输出 | 一个一个改 print |

> 😫 **牵一发而动全身 → 改起来疼**

### 本周目标：**让代码“改起来不疼”**

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## 2️⃣ CLI vs GUI：架构选择的思考

### 图形界面 vs 命令行

| 维度 | GUI (JavaFX) | CLI (命令行) |
|------|--------------|-------------|
| 学习重心 | 布局、控件、事件 | **架构、分层、路由** |
| 后端能力 | 弱 | 模拟真实服务器 |
| 工程思维 | 弱（关注视觉） | **强（关注逻辑）** |
| 可测试性 | 难 | 易 |

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## 核心观点

> **CLI 更需要 MVC！**

- GUI 有现成事件系统，框架强塞给你一套架构
- CLI 只有字符流 → **没有架构，分分钟写成脚本**

> 🎯 **当外部约束消失，内部的工程纪律才真正开始建立**

### CLI 也能很酷

- ANSI 彩色输出
- 表格展示数据
- 模拟大数据/后端开发

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## 3️⃣ MVC 分层设计

### MVC 的起源与演进

| 年代 | 场景 | MVC的角色 |
|------|------|----------|
| 1970s | Smalltalk-72 GUI | 最早的用户界面架构 |
| 1990s | Web开发 (Struts) | 后端模板引擎 |
| 2000s | ASP.NET MVC | 现代Web框架 |
| 2020s | CLI + API | 解耦业务逻辑与表现层 |

**核心不变：职责分离**

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## MVC 三层职责

![[mvc.png]]
```
┌─────────────────────────────────────────┐
│                 入口                     │
│            (main方法)                    │
└─────────────────┬───────────────────────┘
                  ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│              Controller                 │
│  只管"派给谁"，不管"怎么做"              │
└─────────┬───────────────┬───────────────┘
          ▼               ▼
┌─────────────────┐   ┌─────────────────┐
│     Model       │   │      View       │
│  管"数据"       │   │  管"呈现"       │
│  + 业务逻辑     │   │  + 输入输出     │
└─────────────────┘   └─────────────────┘
```

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## 三层“禁止做什么”

| 层级             | 禁止行为                                   |
| -------------- | -------------------------------------- |
| **Model**      | 不能有 `System.out.println`，不能有 `Scanner` |
| **View**       | 不能写爬虫逻辑，只做“传声筒”                        |
| **Controller** | 不能直接写业务细节，委托给 Command                  |

> 🔴 **越权就是架构腐败的开始**

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## 🍽️ 餐厅类比（帮助理解）

- **Model = 后厨**：只管做菜，不管谁来吃、怎么端
- **View = 服务员**：只管端菜和收钱，不管菜怎么做
- **Controller = 前台**：接单 → 派给后厨 → 叫服务员上菜

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## 🤔 对类比的批判性思考（关键！）

> 任何类比都有边界，不要当成真理

| 场景 | 暴露的问题 |
|------|------------|
| 客人有忌口（不吃香菜） | 信息需要传到后厨 → Model 可能需要知道 meta 信息 |
| 服务员反馈“今天的菜咸了” | View → Model 反向影响 |
| 后厨做完菜通知前台 | **观察者模式**，数据流可能是双向的 |

**本课程简化模型**：请求-响应，单向流

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## MVC 数据流向（本课程简化版）

```
CLI用户输入
    ↓
View（解析命令字符串）
    ↓
Controller（找到对应Command）
    ↓
Command.execute()（执行业务逻辑）
    ↓
Model（Article数据，暂存于List）
    ↓
View（display()展示数据）
    ↓
CLI终端显示
```

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## 4️⃣ Command 模式：可扩展的命令路由

### 为什么需要 Command 模式？

```java
switch (cmd) {
    case "crawl": handleCrawl(); break;
    case "help": showHelp(); break;
    // 如果要增加 list 命令？
    // 1. 加 case "list"
    // 2. 加 handleList() 方法
    // 3. 可能还要改其他地方...
}
```

> 每加一个功能，就要在这个类里戳一个洞 → **肥控制器陷阱**

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## Command 模式的四个要素

| 要素 | 角色 | 示例 |
|------|------|------|
| Command接口 | 抽象的“订单” | `Command` |
| ConcreteCommand | 具体的订单 | `HelpCommand` |
| Invoker | 接单的前台 | `CrawlerController` |
| Receiver | 执行者 | `ConsoleView`、`ArticleRepository` |

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## Command 接口定义

```java
package com.crawler.command;

import com.crawler.model.Article;
import java.util.List;

public interface Command {
    String getName();
    void execute(String[] args, List<Article> articles);
}
```

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## Controller 的变革：从 switch 到 Map

```java
public class CrawlerController {
    private Map<String, Command> commands = new HashMap<>();

    public CrawlerController(ConsoleView view, List<Article> articles) {
        commands.put("help", new HelpCommand(view));
        commands.put("list", new ListCommand(view));
        commands.put("crawl", new CrawlCommand(view));
        commands.put("exit", new ExitCommand(view));
    }

    public void handle(String input) {
        // 解析命令 → 从 Map 取 Command → 调用 execute
    }
}
```

> **增加新命令：只需新建类，Controller 零改动！**

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## 对比：switch-case vs Command

| 维度 | switch-case | Command模式 |
|------|-------------|-------------|
| 增加命令 | 要改 Controller | 新建一个类 |
| 多态体验 | 无 | `execute()` 多态 |
| 可测试性 | 难 | 每个 Command 单独测试 |
| 代码量 | 少 | 多，但更清晰 |

> 🏨 **类比：酒店客房服务，前台只负责派单**

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## 5️⃣ Maven 模板与环境（5分钟）

### 直接使用模板，不折腾配置

```
my-crawler-template.zip
    ↓ 解压 + IDEA打开
    ↓ 右键 pom.xml → Maven → Reload Project
    ↓ 运行 App.java
```

### 标准目录结构

```
src/main/java/com/crawler/
├── model/Article.java
├── view/ConsoleView.java
├── command/
│   ├── Command.java
│   ├── CrawlCommand.java
│   ├── HelpCommand.java
│   ├── ListCommand.java
│   └── ExitCommand.java
└── controller/CrawlerController.java
```

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## 6️⃣ 代码落地（分步实现）

### Model：Article 实体

```java
public class Article {
    private String title;
    private String url;
    private String content;
    // 构造器、getter/setter、toString
}
```

> 📦 只存放数据，没有任何输入输出代码

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## View：ConsoleView（ANSI常量集中管理）

```java
public class ConsoleView {
    private static final String ANSI_GREEN = "\033[32m";
    private static final String ANSI_RED   = "\033[31m";
    // ... 其他常量

    public void printSuccess(String msg) {
        System.out.println(ANSI_GREEN + msg + ANSI_RESET);
    }
    public void printError(String msg) { ... }
    public void display(List<Article> articles) { ... }
}
```

> ✨ **所有颜色码集中定义 → 改主题只需改一处**

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## Command 实现示例（HelpCommand）

```java
public class HelpCommand implements Command {
    private ConsoleView view;
    public HelpCommand(ConsoleView v) { this.view = v; }
    public String getName() { return "help"; }
    public void execute(String[] args, List<Article> articles) {
        view.printInfo("Commands: crawl <url>, list, help, exit");
    }
}
```

> ⚠️ 全部输出通过 `view`，绝不让 `System.out` 直接出现在这里

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## CrawlCommand（存根，下周填坑）

```java
public class CrawlCommand implements Command {
    private ConsoleView view;
    public CrawlCommand(ConsoleView v) { this.view = v; }
    public String getName() { return "crawl"; }
    public void execute(String[] args, List<Article> articles) {
        if (args.length < 2) {
            view.printError("Usage: crawl <url>");
            return;
        }
        view.printInfo("Stub: Would crawl " + args[1]);
    }
}
```

> 🔍 **找茬点**：这里拼接字符串算是“业务逻辑”吗？留给大家用 AI 审计。

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## ExitCommand

```java
public class ExitCommand implements Command {
    private ConsoleView view;
    public ExitCommand(ConsoleView v) { this.view = v; }
    public String getName() { return "exit"; }
    public void execute(String[] args, List<Article> articles) {
        view.printSuccess("Bye!");
        System.exit(0);
    }
}
```

> ✅ 所有输出都通过 View → 将来改 GUI 只需换 View 实现

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## Controller + main 组装

```java
// Controller 中持有 Map<String,Command>
// App.java 中：
ConsoleView view = new ConsoleView();
List<Article> articles = new ArrayList<>();
CrawlerController controller = new CrawlerController(view, articles);
view.printSuccess("Welcome to CLI Crawler!");
while (true) {
    controller.handle(view.readLine());
}
```

> 🔁 完成交互循环

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## 7️⃣ 架构反思：共享 List<Article> 的隐患

### 当前问题

- 所有 Command 都直接拿到 `List<Article>` 引用
- 任何一个命令都可以随意增、删、改列表
- 数据完全“裸奔”

> 🚨 就像酒店所有员工都能进保险箱

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## 提问

- 如果 `CrawlCommand` 不小心把 `null` 塞进列表，`ListCommand` 会怎样？
- 如果我们要在添加文章时写日志，现在的设计能优雅实现吗？

### 预告解决方案（W10）

- **策略模式** + **仓库层（ArticleRepository）**
- 封装 `List`，对外只暴露 `add()`、`getAll()` 等安全接口

> W9 搭骨架，W10 装上盔甲

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## 8️⃣ 实践任务（现场5分钟）

### 必做项

1. 使用 Maven 模板创建项目
2. 实现完整包结构（model/view/command/controller）
3. 实现 4 个 Command：help / list / crawl / exit
4. `list` 能展示已抓取的文章（目前存根即可）
5. 运行并测试循环

### 额外加分：代码找茬

- 检查是否仍有 `System.out` 直接调用
- 检查 ANSI 码是否硬编码在多个地方

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## 验收标准

- [x] Maven 编译通过
- [x] Command 接口和 4 个实现在不同文件
- [x] Controller 里没有 switch-case
- [x] 新增命令只需新建类，不改 Controller
- [x] list 能正确显示空列表
- [x] 所有输出均通过 `ConsoleView`
- [x] ANSI 颜色码集中定义为常量

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## 9️⃣ 课后作业

### 必做

1. **完善 Article**：增加 `author`、`publishDate` 字段
2. **★ HistoryCommand**：记录用户输入过的所有命令（用 `List<String>`）
3. **AI 架构审计**：将类名发给 AI，指令：
   > “作为Java架构审计师，请检查我的MVC三层划分是否存在越权行为？”

### 选做

- 命令别名（c 代替 crawl）
- URL 格式验证
- 暗色主题（修改一处常量）
- 思考题：分析 `List<Article>` 共享引用的风险（200字小结）

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## 🤖 AI 协同升级

### 架构审计师任务（必做）

**步骤**：
1. 列出所有类名（不含方法实现）
2. 发给 AI
3. 指令：“检查 MVC 分层是否清晰，是否有越权行为”

### 进阶探究（选做）

> “假设我的 Command 接口中 execute 方法接收了一个 `List<Article>` 参数，请分析这种设计在工程上有什么隐患，并给出重构建议。”

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## 📚 总结与过渡

### 本周成果

- ✅ 工程化包结构
- ✅ MVC 分层清晰
- ✅ Command 模式实现可扩展路由
- ✅ 所有输出走 View，常量集中管理

### 下周预告

- **策略模式**：封装爬取算法
- **仓库层（Repository）**：武装 `List<Article>`，解决共享隐患

> 🚀 从“写代码”到“造系统”，踏出坚实第一步！

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## Q&A

### 常见问题

| 问题 | 解答 |
|------|------|
| IDEA 不识别 pom.xml | 右键 → Maven → Reload Project |
| 中文乱码 | Settings → File Encodings → UTF-8 |
| 输出颜色乱码 | Windows 建议使用 Windows Terminal |
| 我的 System.out 被批评 | View 才是唯一输出出口 |

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## 谢谢！

### 课件已上传，模板在课程群

**保持工程洁癖，下周见！**