面试题：SQLite数据库文件信息获取工具的架构设计与扩展

Question

如果让你重新设计一个SQLite数据库文件信息获取工具，要求具备良好的扩展性，可支持多种不同格式数据的导出，且能在多平台高效运行。请阐述该工具的整体架构设计思路，包括关键模块的设计与交互，以及如何实现跨平台和扩展性。

Answer 1

整体架构设计思路

1. 数据获取层：负责从SQLite数据库文件中读取数据。利用SQLite原生的C/C++接口，确保高效读取。这一层需要抽象出通用的数据库连接、查询执行等操作，以便后续适配不同版本的SQLite库。
2. 数据处理层：对从数据库读取的数据进行预处理，如数据类型转换、缺失值处理等。同时，将数据整理成易于处理的格式，例如内存中的表格形式，便于后续导出操作。
3. 导出格式适配层：根据用户需求，将处理后的数据转换为不同格式进行导出。这一层通过接口的方式，为每种支持的导出格式（如CSV、JSON、XML等）提供对应的实现类。每种实现类负责将数据按照特定格式进行序列化。
4. 用户交互层：提供命令行界面（CLI）或图形用户界面（GUI）供用户输入参数，如数据库文件路径、导出格式、导出文件路径等。同时，处理用户的反馈，如进度显示、错误提示等。

关键模块设计与交互

1. 数据库连接模块：属于数据获取层，封装SQLite的连接操作，提供连接创建、关闭等方法。在初始化时，接收数据库文件路径参数，与SQLite库进行交互，建立连接。
2. 查询执行模块：同样在数据获取层，负责执行SQL查询语句，从数据库中获取数据。它依赖于数据库连接模块，将查询结果以某种数据结构（如二维数组或自定义的表格结构）返回给数据处理层。
3. 数据转换模块：位于数据处理层，对查询结果进行数据类型转换等操作。例如，将SQLite中的数值类型转换为目标格式所需的字符串格式等。它接收查询执行模块返回的数据，处理后传递给导出格式适配层。
4. 导出模块：在导出格式适配层，针对每种导出格式有对应的导出模块。如CSV导出模块负责将数据按CSV格式写入文件，JSON导出模块将数据序列化为JSON格式等。这些模块接收数据转换模块处理后的数据，并完成导出操作。
5. 界面模块：在用户交互层，CLI界面模块解析用户在命令行输入的参数，传递给其他模块执行相应操作，并将结果或错误信息输出到命令行。GUI界面模块则通过图形化组件（如按钮、文本框等）与用户交互，同样将用户操作转化为对其他模块的调用，并以图形化方式展示结果或错误。

实现跨平台

1. 编程语言选择：使用跨平台编程语言，如Python、Java等。Python通过其丰富的标准库和第三方库（如sqlite3模块操作SQLite数据库），可以在Windows、Linux、macOS等多个平台运行。Java的“一次编写，到处运行”特性也能满足跨平台需求，通过JDBC驱动连接SQLite数据库。
2. 依赖管理：对于使用的第三方库，确保其在不同平台上都有良好的支持和兼容性。例如，在Python中使用pip安装库时，检查库的文档，确保其支持目标平台。在Java中，通过Maven或Gradle管理依赖，同样要关注依赖库的跨平台性。
3. 文件系统与路径处理：使用跨平台的文件系统操作和路径处理方法。在Python中，os.path模块提供了跨平台的路径操作函数。在Java中，java.nio.file.Path类及相关的Files类方法可进行跨平台的文件操作。

实现扩展性

1. 接口与抽象类设计：在导出格式适配层，定义一个通用的导出接口，每种导出格式的实现类实现该接口。这样，当需要新增一种导出格式时，只需创建一个新的实现类，实现该接口的方法即可，无需修改其他现有代码。
2. 插件化架构：可以设计一种插件化机制，将每种导出格式的实现封装为插件。在程序启动时，动态加载这些插件，使得程序能够在不修改核心代码的情况下，方便地添加或移除对特定导出格式的支持。
3. 事件驱动模型：引入事件驱动模型，在关键操作点（如数据获取完成、数据处理完成等）触发事件。其他模块可以注册事件监听器，在事件触发时执行相应的扩展操作。例如，在数据处理完成后，某个扩展模块可以对数据进行额外的加密处理，然后再传递给导出模块。