软件构造-10 面向可维护性的构造技术

本文主要是介绍软件构造-10 面向可维护性的构造技术，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

本章面向可维护性：软件发生变化时，是否可以以很小的代价适应变化？

（本章偏理论，主要为记忆性内容，本博客仅为简单的记录与整理）

1.软件可维护性及其演化

•  软件可维护性类型:  纠错性（25%），适应性（21%），完善性（50%），预防性（4%）
•  软件维护不仅仅是运维工程师的工作，而是从设计和开发阶段就开始了/在设计与开发阶段就要考虑将来的可维护性/设计方案要“easy to change”

2.可维护性指标

     1.可维护性别名：可维护性，可扩展性，灵活性，可适应性，可管理性，支持性

     2.code review时关于可维护性经常会问的问题：

               设计结构是否足够简单

               模块之间是否松散耦合

               模块内部是否高度聚合

               是否使用非常深的继承树

               是否使用delegation替代继承

               代码的圈/环复杂度是否太高

               是否存在重复代码

    3.常用可维护性度量：

               1）圈/环复杂度：独立路径的数量 CC=number of areas

               2）代码行数

               3）Halstead Volume：多少独立算符

               4）可维护性指数（MI）：

                5）继承的层次数

                6）类之间的耦合度（尽量减少非常复杂的相互调用）

                7）单元测试的覆盖度

3. 模块化设计和模块化原则

               模块化编程：高内聚，低耦合（多模块之间关联较小，防止一个模块的大幅度改变影响另一个模块），分离关注点，信息隐藏

（1） 评估模块化的五个标准：

1. 可分解性：能否容易分解成各个可独立解决的子问题，是模块之间的依赖关系显式化和最小化
2. 可组合性：能够容易将多个模块组合起来形成新的系统，使模块在不同的环境下复用
3. 可理解性：每个部分都可以被独立的理解
4. 可持续性：发生变化时受影响范围最小
5. 出现异常之后的保护：出现异常后受影响范围最小

（2） 模块化设计的五个原则：

1. 直接映射：模块的结构与现实世界中问题领域的结构保持一致-》持续性，可分解性
2. 尽可能少的接口：模块应尽可能少的与其他模块通讯-》可持续性、保护性、可理解性、可组合性
3. 尽可能小的接口：如果两个模块通讯，那么它们应交换尽可能 少的信息-》可持续性，保护性
4. 显式接口：当A与B通讯时，应明显的发 生在A与B的接口之间-》可分解性、可组合性、可持续性、 可理解性

        5.信息隐藏：经常可能发生变化的设计决策应 尽可能隐藏在抽象接口后面

（3）耦合和内聚：

        1.耦合：模块间的接口数目，每个接口的复杂度

        2.内聚：模块内部的方法联系是否紧密

4. OO设计原则：SOLID

      (SRP) The Single Responsibility Principle 单一责任原则

      (OCP) The Open-Closed Principle 开放-封闭原则

      (LSP) The Liskov Substitution Principle Liskov替换原则

      (DIP) The Dependency Inversion Principle 依赖转置原则

      (ISP) The Interface Segregation Principle 接口聚合原则

（1）SRP：单一责任原则

            1）ADT中不应该有多于1个原因让其发生变化，否则就拆分开

            2）责任:变化的原因

            3）不应有多于1个的原因使得一个类发生变化

            4）包含多个责任会导致：– 引入额外的包，占据资源

                                                      – 导致频繁的重新配置、部署等

            5）一个类，一个责任

（2）OCP：（面向变化的）开放/封闭原则

            1）对扩展性的开放：模块的行为应是可扩展的，从而该模块可表现出新的行为以满足需求的变化

            2）对修改的封闭：但模块自身的代码是不应被修改的/扩展模块行为的一般途径是修改模块的内部实现/如果一个模块不能被修改，那么它通常被认为是具有固定的行为

            3）关键解决方案：抽象技术（尽量少用具体的）

（3）LSP：Liskov替换原则

            子类型必须能够替换其基类型/派生类必须能够通过其基类的接口使用，客户端无需了解二者之间的差异

（4）ISP：接口隔离原则

             1）不能强迫客户端依赖于它们不需要的接口：只提供必需的接口

             2）避免接口污染/避免胖接口

（5）DIP：依赖转置原则

             1）高层模块不应该依赖于低层 模块,二者都应该依赖于抽象

             2）抽象不应该依赖于实现细节,实现细节应该依赖于抽象

             OO设计的两大武器：抽象（LSP,DIP,OCP）/分离（SPR,ISP）

5. 语法驱动的构造

            有一类应用，从外部读取文本数据，在应用中做进一步处理 

            正则表达式：根据语法，开发一个它的解析器，用于后续的解析（不变的直接用‘’里的字符表示，其余可变的用符号组合表示，中间有比较复杂的模块就进行命名，单独脱离出来也写成一个表达式，比如下面eg中的hostname）

（1）基本操作：

            – Concatenation 连接： x ::= y z     （x匹配y与z连接）

            – Repetition 重复：     x ::= y*         （x匹配0或更多个y）（自动机里的克林闭包？）

            – Union 选择 ：        x ::= y | z         （x匹配y或者z）

           eg：

（2）更多操作：

          1）选择 (出现0或1次)，用 ? 表示 :

                    x ::= y?         （x匹配y或者空）

          2）出现1次或更多次 ，用 + 表示:

                    x ::= y+         （x匹配一个或更多y，与 x ::= y y*相等 )

          3）字符类 [...]，表示长度为 1 的字符串，其中包含任何一个方框中列出的字符：

                    x ::= [a-c]   等同于  x ::= 'a' | 'b' | 'c'

                    x ::= [aeiou]   等同于   x ::= 'a' | 'e' | 'i' | 'o' | 'u'

          4) 倒排字符类 [^...]，表示长度为 1 的字符串，其中包含括号中未列出的任何字符：

                    x ::= [^a-c]  等同于 x ::= 'd' | 'e' | 'f' | ...

（3）优先级：* ? +优先级最高，连接次之，| 最低

（4）在Java中使用正则表达式：

           1）使用java.util.regex包中的三个类：

                    1>Pattern：Pattern对象是对regex正则表达式进行编译之后得到的结果

                    2>Matcher: 利用Pattern对输入字符串进行解析

                    3>PatternSyntaxException：object 是一个未经检查的异常，表示正则表达式中的语法错误

           2）eg：

 （5）字符类：

（6）预定义字符类：

 （7）量词：

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