今天這堂培訓(xùn)課講什么呢？我既不講Spring，也不講Hibernate，更不講Ext，我不講任何一個(gè)具體的技術(shù)。我們拋開(kāi)任何具體的技術(shù)，來(lái)談?wù)勅绾翁岣叽a質(zhì)量。如何提高代碼質(zhì)量，相信不僅是在座所有人苦惱的事情，也是所有軟件項(xiàng)目苦惱的事情。如何提高代碼質(zhì)量呢，我認(rèn)為我們首先要理解什么是高質(zhì)量的代碼。

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高質(zhì)量代碼的三要素

我們?cè)u(píng)價(jià)高質(zhì)量代碼有三要素：可讀性、可維護(hù)性、可變更性。我們的代碼要一個(gè)都不能少地達(dá)到了這三要素的要求才能算高質(zhì)量的代碼。

1. 可讀性強(qiáng)

一提到可讀性似乎有一些老生常談的味道，但令人沮喪的是，雖然大家一而再，再而三地強(qiáng)調(diào)可讀性，但我們的代碼在可讀性方面依然做得非常糟糕。由于工作的需要，我常常需要去閱讀他人的代碼，維護(hù)他人設(shè)計(jì)的模塊。每當(dāng)我看到大段大段、密密麻麻的代碼，而且還沒(méi)有任何的注釋時(shí)常常感慨不已，深深體會(huì)到了這項(xiàng)工作的重要。由于分工的需要，我們寫(xiě)的代碼難免需要?jiǎng)e人去閱讀和維護(hù)的。而對(duì)于許多程序員來(lái)說(shuō)，他們很少去閱讀和維護(hù)別人的代碼。正因?yàn)槿绱?，他們很少關(guān)注代碼的可讀性，也對(duì)如何提高代碼的可讀性缺乏切身體會(huì)。有時(shí)即使為代碼編寫(xiě)了注釋?zhuān)渤３Ｊ亲⑨屨Z(yǔ)言晦澀難懂形同天書(shū)，令閱讀者反復(fù)斟酌依然不明其意。針對(duì)以上問(wèn)題，我給大家以下建議：

1）不要編寫(xiě)大段的代碼

如果你有閱讀他人代碼的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)你看到別人寫(xiě)的大段大段的代碼，而且還不怎么帶注釋?zhuān)闶窃鯓拥母杏X(jué)，是不是“嗡”地一聲頭大。各種各樣的功能糾纏在一個(gè)方法中，各種變量來(lái)回調(diào)用，相信任何人多不會(huì)認(rèn)為它是高質(zhì)量的代碼，但卻頻繁地出現(xiàn)在我們編寫(xiě)的程序了。如果現(xiàn)在你再回顧自己寫(xiě)過(guò)的代碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，稍微編寫(xiě)一個(gè)復(fù)雜的功能，幾百行的代碼就出去了。一些比較好的辦法就是分段。將大段的代碼經(jīng)過(guò)整理，分為功能相對(duì)獨(dú)立的一段又一段，并且在每段的前端編寫(xiě)一段注釋。這樣的編寫(xiě)，比前面那些雜亂無(wú)章的大段代碼確實(shí)進(jìn)步了不少，但它們?cè)诠δ塥?dú)立性、可復(fù)用性、可維護(hù)性方面依然不盡人意。從另一個(gè)比較專(zhuān)業(yè)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，它沒(méi)有實(shí)現(xiàn)低耦合、高內(nèi)聚。我給大家的建議是，將這些相對(duì)獨(dú)立的段落另外封裝成一個(gè)又一個(gè)的函數(shù)。

許多大師在自己的經(jīng)典書(shū)籍中，都鼓勵(lì)我們?cè)诰帉?xiě)代碼的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)養(yǎng)成不斷重構(gòu)的習(xí)慣。我們?cè)诰帉?xiě)代碼的過(guò)程中常常要編寫(xiě)一些復(fù)雜的功能，起初是寫(xiě)在一個(gè)類(lèi)的一個(gè)函數(shù)中。隨著功能的逐漸展開(kāi)，我們開(kāi)始對(duì)復(fù)雜功能進(jìn)行歸納整理，整理出了一個(gè)又一個(gè)的獨(dú)立功能。這些獨(dú)立功能有它與其它功能相互交流的輸入輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)我們分析到此處時(shí)，我們會(huì)非常自然地要將這些功能從原函數(shù)中分離出來(lái)，形成一個(gè)又一個(gè)獨(dú)立的函數(shù)，供原函數(shù)調(diào)用。在編寫(xiě)這些函數(shù)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)仔細(xì)思考一下，為它們?nèi)∫粋€(gè)釋義名稱，并為它們編寫(xiě)注釋?zhuān)ê竺孢€將詳細(xì)討論這個(gè)問(wèn)題）。另一個(gè)需要思考的問(wèn)題是，這些函數(shù)應(yīng)當(dāng)放到什么地方。這些函數(shù)可能放在原類(lèi)中，也可能放到其它相應(yīng)職責(zé)的類(lèi)中，其遵循的原則應(yīng)當(dāng)是“職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”（后面也將詳細(xì)描述）。

下面是我編寫(xiě)的一個(gè)從XML文件中讀取數(shù)據(jù)，將其生成工廠的一個(gè)類(lèi)。這個(gè)類(lèi)最主要的一段程序就是初始化工廠，該功能歸納起來(lái)就是三部分功能：用各種方式嘗試讀取文件、以DOM的方式解析XML數(shù)據(jù)流、生成工廠。而這些功能被我歸納整理后封裝在一個(gè)不同的函數(shù)中，并且為其取了釋義名稱和編寫(xiě)了注釋?zhuān)?/p>

/**  
  * 初始化工廠。根據(jù)路徑讀取XML文件，將XML文件中的數(shù)據(jù)裝載到工廠中  
  * @param path XML的路徑  
  */ 
public void initFactory(String path){  
    if(findOnlyOneFileByClassPath(path)){return;}  
    if(findResourcesByUrl(path)){return;}  
    if(findResourcesByFile(path)){return;}  
    this.paths = new String[]{path};  
}  
/**  
* 初始化工廠。根據(jù)路徑列表依次讀取XML文件，將XML文件中的數(shù)據(jù)裝載到工廠中  
* @param paths 路徑列表  
*/ 
public void initFactory(String[] paths){  
    for(int i=0; i<paths.length; i++){  
        initFactory(paths[i]);  
    }  
    this.paths = paths;  
}  
/**  
* 重新初始化工廠，初始化所需的參數(shù)，為上一次初始化工廠所用的參數(shù)。  
*/ 
public void reloadFactory(){  
initFactory(this.paths);  
}  
/**  
* 采用ClassLoader的方式試圖查找一個(gè)文件，并調(diào)用<code>readXmlStream()</code>進(jìn)行解析  
* @param path XML文件的路徑  
* @return 是否成功  
*/ 
protected boolean findOnlyOneFileByClassPath(String path){  
    boolean success = false;  
    try {  
        Resource resource = new ClassPathResource(path, this.getClass());  
        resource.setFilter(this.getFilter());  
        InputStream is = resource.getInputStream();  
        if(is==null){return false;}  
        readXmlStream(is);  
        success = true;  
    } catch (SAXException e) {  
        log.debug("Error when findOnlyOneFileByClassPath:"+path,e);  
   } catch (IOException e) {  
        log.debug("Error when findOnlyOneFileByClassPath:"+path,e);  
    } catch (ParserConfigurationException e) {  
        log.debug("Error when findOnlyOneFileByClassPath:"+path,e);  
    }  
    return success;  
}  
/**  
* 采用URL的方式試圖查找一個(gè)目錄中的所有XML文件，并調(diào)用<code>readXmlStream()</code>進(jìn)行解析  
* @param path XML文件的路徑  
* @return 是否成功  
*/ 
protected boolean findResourcesByUrl(String path){  
    boolean success = false;  
    try {  
        ResourcePath resourcePath = new PathMatchResource(path, this.getClass());  
        resourcePath.setFilter(this.getFilter());  
        Resource[] loaders = resourcePath.getResources();  
        for(int i=0; i<loaders.length; i++){  
            InputStream is = loaders[i].getInputStream();  
            if(is!=null){  
                readXmlStream(is);  
                success = true;  
            }  
        }  
    } catch (SAXException e) {  
        log.debug("Error when findResourcesByUrl:"+path,e);  
    } catch (IOException e) {  
       log.debug("Error when findResourcesByUrl:"+path,e);  
    } catch (ParserConfigurationException e) {  
        log.debug("Error when findResourcesByUrl:"+path,e);  
    }  
    return success;  
}  
/**  
* 用File的方式試圖查找文件，并調(diào)用<code>readXmlStream()</code>解析  
* @param path XML文件的路徑  
* @return 是否成功  
*/ 
protected boolean findResourcesByFile(String path){  
    boolean success = false;  
    FileResource loader = new FileResource(new File(path));  
    loader.setFilter(this.getFilter());  
    try {  
        Resource[] loaders = loader.getResources();  
        if(loaders==null){return false;}  
    for(int i=0; i<loaders.length; i++){  
        InputStream is = loaders[i].getInputStream();  
        if(is!=null){  
            readXmlStream(is);  
            success = true;  
        }  
    }  
} catch (IOException e) {  
    log.debug("Error when findResourcesByFile:"+path,e);  
} catch (SAXException e) {  
    log.debug("Error when findResourcesByFile:"+path,e);  
} catch (ParserConfigurationException e) {  
    log.debug("Error when findResourcesByFile:"+path,e);  
}  
  return success;  
}  
/**  
* 讀取并解析一個(gè)XML的文件輸入流，以Element的形式獲取XML的根，  
* 然后調(diào)用<code>buildFactory(Element)</code>構(gòu)建工廠  
* @param inputStream 文件輸入流  
* @throws SAXException  
* @throws IOException  
* @throws ParserConfigurationException  
*/ 
protected void readXmlStream(InputStream inputStream) throws SAXException, IOException, ParserConfigurationException{  
    if(inputStream==null){  
        throw new ParserConfigurationException("Cann't parse source because of InputStream is null!");  
    }  
    DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();  
    factory.setValidating(this.isValidating());  
    factory.setNamespaceAware(this.isNamespaceAware());  
    DocumentBuilder build = factory.newDocumentBuilder();  
    Document doc = build.parse(new InputSource(inputStream));  
    Element root = doc.getDocumentElement();  
    buildFactory(root);  
}  
/**  
* 用從一個(gè)XML的文件中讀取的數(shù)據(jù)構(gòu)建工廠  
* @param root 從一個(gè)XML的文件中讀取的數(shù)據(jù)的根  
*/ 
protected abstract void buildFactory(Element root); 

在編寫(xiě)代碼的過(guò)程中，通常有兩種不同的方式。一種是從下往上編寫(xiě)，也就是按照順序，每分出去一個(gè)函數(shù)，都要將這個(gè)函數(shù)編寫(xiě)完，才回到主程序，繼續(xù)往下編寫(xiě)。而一些更有經(jīng)驗(yàn)的程序員會(huì)采用另外一種從上往下的編寫(xiě)方式。當(dāng)他們?cè)诰帉?xiě)程序的時(shí)候，每個(gè)被分出去的程序，可以暫時(shí)只寫(xiě)一個(gè)空程序而不去具體實(shí)現(xiàn)功能。當(dāng)主程序完成以后，再一個(gè)個(gè)實(shí)現(xiàn)它的所有子程序。采用這樣的編寫(xiě)方式，可以使復(fù)雜程序有更好的規(guī)劃，避免只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林的弊病。

有多少代碼就算大段代碼，每個(gè)人有自己的理解。我編寫(xiě)代碼，每當(dāng)達(dá)到15~20行的時(shí)候，我就開(kāi)始考慮是否需要重構(gòu)代碼。同理，一個(gè)類(lèi)也不應(yīng)當(dāng)有太多的函數(shù)，當(dāng)函數(shù)達(dá)到一定程度的時(shí)候就應(yīng)該考慮分為多個(gè)類(lèi)了；一個(gè)包也不應(yīng)當(dāng)有太多的類(lèi)······

２）釋義名稱與注釋

我們?cè)诿兞?、函?shù)、屬性、類(lèi)以及包的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)想想，使名稱更加符合相應(yīng)的功能。我們常常在說(shuō)，設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)有一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)分析師對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的包、類(lèi)以及相關(guān)的函數(shù)和屬性進(jìn)行規(guī)劃，但在通常的項(xiàng)目中這都非常難于做到。對(duì)它們的命名更多的還是程序員來(lái)完成。但是，在一個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)項(xiàng)目的命名出臺(tái)一個(gè)規(guī)范。譬如，在我的項(xiàng)目中規(guī)定，新增記錄用new或add開(kāi)頭，更新記錄用edit或mod開(kāi)頭，刪除用del開(kāi)頭，查詢用 find或query開(kāi)頭。使用最亂的就是get，因此我規(guī)定，get開(kāi)頭的函數(shù)僅僅用于獲取類(lèi)屬性。

注釋是每個(gè)項(xiàng)目組都在不斷強(qiáng)調(diào)的，可是依然有許多的代碼沒(méi)有任何的注釋。為什么呢？因?yàn)槊總€(gè)項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)過(guò)程中往往時(shí)間都是非常緊的。在緊張的代碼開(kāi)發(fā)過(guò)程中，注釋往往就漸漸地被忽略了。利用開(kāi)發(fā)工具的代碼編寫(xiě)模板也許可以解決這個(gè)問(wèn)題。

用我們常用的MyEclipse為例，在菜單“window>>Preferences>>Java>>Code Style>>Code Templates>>Comments”中，可以簡(jiǎn)單的修改一下。

“Files”代表的是我們每新建一個(gè)文件（可能是類(lèi)也可能是接口）時(shí)編寫(xiě)的注釋?zhuān)彝ǔＴO(shè)定為：

/*  
* created on ${date}  
*/ 

“Types”代表的是我們新建的接口或類(lèi)前的注釋?zhuān)彝ǔＴO(shè)定為：

/**  
*  
* @author ${user}  
*/ 

第一行為一個(gè)空行，是用于你寫(xiě)該類(lèi)的注釋。如果你采用“職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”，這里首先應(yīng)當(dāng)描述的是該類(lèi)的職責(zé)。如果需要，你可以寫(xiě)該類(lèi)一些重要的方法及其用法、該類(lèi)的屬性及其中文含義等。

${user}代表的是你在windows中登陸的用戶名。如果這個(gè)用戶名不是你的名稱，你可以直接寫(xiě)死為你自己的名稱。

其它我通常都保持為默認(rèn)值。通過(guò)以上設(shè)定，你在創(chuàng)建類(lèi)或接口的時(shí)候，系統(tǒng)將自動(dòng)為你編寫(xiě)好注釋?zhuān)缓竽憧梢栽谶@個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，大大提高注釋編寫(xiě)的效率。

同時(shí)，如果你在代碼中新增了一個(gè)函數(shù)時(shí)，通過(guò)Alt+Shift+J快捷鍵，可以按照模板快速添加注釋。

在編寫(xiě)代碼時(shí)如果你編寫(xiě)的是一個(gè)接口或抽象類(lèi)，我還建議你在@author后面增加@see注釋?zhuān)瑢⒃摻涌诨虺橄箢?lèi)的所有實(shí)現(xiàn)類(lèi)列出來(lái)，因?yàn)殚喿x者在閱讀的時(shí)候，尋找接口或抽象類(lèi)的實(shí)現(xiàn)類(lèi)比較困難。

/**  
* 抽象的單表數(shù)組查詢實(shí)現(xiàn)類(lèi)，僅用于單表查詢  
* @author 范鋼  
* @see com.htxx.support.query.DefaultArrayQuery  
* @see com.htxx.support.query.DwrQuery  
*/ 
public abstract class ArrayQuery implements ISingleQuery {  
... 

#p#

2. 可維護(hù)性

軟件的可維護(hù)性有幾層意思，首先的意思就是能夠適應(yīng)軟件在部署和使用中的各種情況。從這個(gè)角度上來(lái)說(shuō)，它對(duì)我們的軟件提出的要求就是不能將代碼寫(xiě)死。

１）代碼不能寫(xiě)死

我曾經(jīng)見(jiàn)我的同事將系統(tǒng)要讀取的一個(gè)日志文件指定在C盤(pán)的一個(gè)固定目錄下，如果系統(tǒng)部署時(shí)沒(méi)有這個(gè)目錄以及這個(gè)文件就會(huì)出錯(cuò)。如果他將這個(gè)決定路徑下的目錄改為相對(duì)路徑，或者通過(guò)一個(gè)屬性文件可以修改，代碼豈不就寫(xiě)活了。一般來(lái)說(shuō)，我在設(shè)計(jì)中需要使用日志文件、屬性文件、配置文件，通常都是以下幾個(gè)方式：將文件放到與類(lèi)相同的目錄，使用ClassLoader.getResource()來(lái)讀取；將文件放到classpath目錄下，用File的相對(duì)路徑來(lái)讀?。皇褂脀eb.xml或另一個(gè)屬性文件來(lái)制定讀取路徑。

我也曾見(jiàn)另一家公司的軟件要求，在部署的時(shí)候必須在C:/bea目錄下，如果換成其它目錄則不能正常運(yùn)行。這樣的設(shè)定常常為軟件部署時(shí)帶來(lái)許多的麻煩。如果服務(wù)器在該目錄下已經(jīng)沒(méi)有多余空間，或者已經(jīng)有其它軟件，將是很撓頭的事情。

２）預(yù)測(cè)可能發(fā)生的變化

除此之外，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果將一些關(guān)鍵參數(shù)放到配置文件中，可以為軟件部署和使用帶來(lái)更多的靈活性。要做到這一點(diǎn)，要求我們?cè)谲浖O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)有更多的意識(shí)，考慮到軟件應(yīng)用中可能發(fā)生的變化。比如，有一次我在設(shè)計(jì)財(cái)務(wù)軟件的時(shí)候，考慮到一些單據(jù)在制作時(shí)的前置條件，在不同企業(yè)使用的時(shí)候，可能要求不一樣，有些企業(yè)可能要求嚴(yán)格些而有些要求松散些?？紤]到這種可能的變化，我將前置條件設(shè)計(jì)為可配置的，就可能方便部署人員在實(shí)際部署中進(jìn)行靈活變化。然而這樣的配置，必要的注釋說(shuō)明是非常必要的。

軟件可維護(hù)性的另一層意思就是軟件的設(shè)計(jì)便于日后的變更。這一層意思與軟件的可變更性是重合的。所有的軟件設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，都是從軟件的可變更性這一要求逐漸展開(kāi)的，它成為了軟件設(shè)計(jì)理論的核心。

#p#

3. 可變更性

前面我提到了，軟件的變更性是所有軟件理論的核心，那么什么是軟件的可變更性呢？按照現(xiàn)在的軟件理論，客戶對(duì)軟件的需求時(shí)時(shí)刻刻在發(fā)生著變化。當(dāng)軟件設(shè)計(jì)好以后，為應(yīng)對(duì)客戶需求的變更而進(jìn)行的代碼修改，其所需要付出的代價(jià)，就是軟件設(shè)計(jì)的可變更性。由于軟件合理的設(shè)計(jì)，修改所付出的代價(jià)越小，則軟件的可變更性越好，即代碼設(shè)計(jì)的質(zhì)量越高。一種非常理想的狀態(tài)是，無(wú)論客戶需求怎樣變化，軟件只需進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷木湍軌蜻m應(yīng)。但這之所以稱之為理想狀態(tài)，因?yàn)榭蛻粜枨笞兓怯写笥行〉摹Ｈ绻蛻粜枨笞兓浅４?，即使再好的設(shè)計(jì)也無(wú)法應(yīng)付，甚至重新開(kāi)發(fā)。然而，客戶需求的適當(dāng)變化，一個(gè)合理的設(shè)計(jì)可以使得變更代價(jià)最小化，延續(xù)我們?cè)O(shè)計(jì)的軟件的生命力。

1）通過(guò)提高代碼復(fù)用提高可維護(hù)性

我曾經(jīng)遇到過(guò)這樣一件事，我要維護(hù)的一個(gè)系統(tǒng)因?yàn)閼?yīng)用范圍的擴(kuò)大，它對(duì)機(jī)關(guān)級(jí)次的計(jì)算方式需要改變一種策略。如果這個(gè)項(xiàng)目統(tǒng)一采用一段公用方法來(lái)計(jì)算機(jī)關(guān)級(jí)次，這樣一個(gè)修改實(shí)在太簡(jiǎn)單了，就是修改這個(gè)公用方法即可。但是，事實(shí)卻不一樣，對(duì)機(jī)關(guān)級(jí)次計(jì)算的代碼遍布整個(gè)項(xiàng)目，甚至有些還寫(xiě)入到了那些復(fù)雜的SQL語(yǔ)句中。在這樣一種情況下，這樣一個(gè)需求的修改無(wú)異于需要遍歷這個(gè)項(xiàng)目代碼。這樣一個(gè)實(shí)例顯示了一個(gè)項(xiàng)目代碼復(fù)用的重要，然而不幸的是，代碼無(wú)法很好復(fù)用的情況遍布我們所有的項(xiàng)目。代碼復(fù)用的道理十分簡(jiǎn)單，但要具體運(yùn)作起來(lái)非常復(fù)雜，它除了需要很好的代碼規(guī)劃，還需要持續(xù)地代碼重構(gòu)。

對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的整體分析與合理規(guī)劃可以根本地保證代碼復(fù)用。系統(tǒng)分析師通過(guò)用例模型、領(lǐng)域模型、分析模型的一步一步分析，最后通過(guò)正向工程，生成系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)的各種類(lèi)及其各自的屬性和方法。采用這種方法，功能被合理地劃分到這個(gè)類(lèi)中，可以很好地保證代碼復(fù)用。

采用以上方法雖然好，但技術(shù)難度較高，需要有高深的系統(tǒng)分析師，并不是所有項(xiàng)目都能普遍采用的，特別是時(shí)間比較緊張的項(xiàng)目。通過(guò)開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中的重構(gòu)，也許更加實(shí)用。當(dāng)某個(gè)開(kāi)發(fā)人員在開(kāi)發(fā)一段代碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)該功能與前面已經(jīng)開(kāi)發(fā)功能相同，或者部分相同。這時(shí)，這個(gè)開(kāi)發(fā)人員可以對(duì)前面已經(jīng)開(kāi)發(fā)的功能進(jìn)行重構(gòu)，將可以通用的代碼提取出來(lái)，進(jìn)行相應(yīng)的改造，使其具有一定的通用性，便于各個(gè)地方可以使用。

一些比較成功的項(xiàng)目組會(huì)指定一個(gè)專(zhuān)門(mén)管理通用代碼的人，負(fù)責(zé)收集和整理項(xiàng)目組中各個(gè)成員編寫(xiě)的、可以通用的代碼。這個(gè)負(fù)責(zé)人同時(shí)也應(yīng)當(dāng)具有一定的代碼編寫(xiě)功力，因?yàn)閷?zhuān)用代碼提升為通用代碼，或者以前使用該通用代碼的某個(gè)功能，由于業(yè)務(wù)變更，而對(duì)這個(gè)通用代碼的變更要求，都對(duì)這個(gè)負(fù)責(zé)人提出了很高的能力要求。

雖然后一種方式非常實(shí)用，但是它有些亡羊補(bǔ)牢的味道，不能從整體上對(duì)項(xiàng)目代碼進(jìn)行有效規(guī)劃。正因?yàn)閮煞N方法各有利弊，因此在項(xiàng)目中應(yīng)當(dāng)配合使用。

2）利用設(shè)計(jì)模式提高可變更性

對(duì)于初學(xué)者，軟件設(shè)計(jì)理論常常感覺(jué)晦澀難懂。一個(gè)快速提高軟件質(zhì)量的捷徑就是利用設(shè)計(jì)模式。這里說(shuō)的設(shè)計(jì)模式，不僅僅指經(jīng)典的32個(gè)模式，是一切前人總結(jié)的，我們可以利用的、更加廣泛的設(shè)計(jì)模式。

這個(gè)我也不知道叫什么名字，最早是哪位大師總結(jié)的，它出現(xiàn)在Larman的《UML與模式應(yīng)用》，也出現(xiàn)在出現(xiàn)在Mardin的《敏捷軟件開(kāi)發(fā)》。它是這樣描述的：當(dāng)你發(fā)現(xiàn)你必須要設(shè)計(jì)這樣的代碼：“if…elseif…elseif…else…”時(shí)，你應(yīng)當(dāng)想到你的代碼應(yīng)當(dāng)重構(gòu)一下了。我們先看看這樣的代碼有怎樣的特點(diǎn)。

if(var.equals("A")){ doA(); }  
else if(var.equals("B")){ doB(); }  
else if(var.equals("C")){ doC(); }  
else{ doD(); } 

這樣的代碼很常見(jiàn)，也非常平常，我們大家都寫(xiě)過(guò)。但正是這樣平常才隱藏著我們永遠(yuǎn)沒(méi)有注意的問(wèn)題。問(wèn)題就在于，如果某一天這個(gè)選項(xiàng)不再僅僅是A、 B、C，而是增加了新的選項(xiàng)，會(huì)怎樣呢？你也許會(huì)說(shuō)，那沒(méi)有關(guān)系，我把代碼改改就行。然而事實(shí)上并非如此，在大型軟件研發(fā)與維護(hù)中有一個(gè)原則，每次的變更盡量不要去修改原有的代碼。如果我們重構(gòu)一下，能保證不修改原有代碼，僅僅增加新的代碼就能應(yīng)付選項(xiàng)的增加，這就增加了這段代碼的可維護(hù)性和可變更性，提高了代碼質(zhì)量。那么，我們應(yīng)當(dāng)如何去做呢？

經(jīng)過(guò)深入分析你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這里存在一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即A對(duì)應(yīng)doA()，B對(duì)應(yīng)doB()．．．如果將doA()、doB()、doC()．．．與原有代碼解耦，問(wèn)題就解決了。如何解耦呢？設(shè)計(jì)一個(gè)接口X以及它的實(shí)現(xiàn)A、B、C．．．每個(gè)類(lèi)都包含一個(gè)方法doX()，并且將doA()的代碼放到 A.doX()中，將doB()的代碼放到B.doX()中．．．經(jīng)過(guò)以上的重構(gòu)，代碼還是這些代碼，效果卻完全不一樣了。我們只需要這樣寫(xiě)：

X x = factory.getBean(var); x.doX(); 

這樣就可以實(shí)現(xiàn)以上的功能了。我們看到這里有一個(gè)工廠，放著所有的A、B、C．．．并且與它們的key對(duì)應(yīng)起來(lái)，并且寫(xiě)在配置文件中。如果出現(xiàn)新的選項(xiàng)時(shí)，通過(guò)修改配置文件就可以無(wú)限制的增加下去。

這個(gè)模式雖然有效提高了代碼質(zhì)量，但是不能濫用，并非只要出現(xiàn)if…else…就需要使用。由于它使用了工廠，一定程度上增加了代碼復(fù)雜度，因此僅僅在選項(xiàng)較多，并且增加選項(xiàng)的可能性很大的情況下才可以使用。另外，要使用這個(gè)模式，繼承我在附件中提供的抽象類(lèi) XmlBuildFactoryFacade就可以快速建立一個(gè)工廠。如果你的項(xiàng)目放在spring或其它可配置框架中，也可以快速建立工廠。設(shè)計(jì)一個(gè) Map靜態(tài)屬性并使其V為這些A、B、C．．．這個(gè)工廠就建立起來(lái)了。

b. 策略模式

也許你看過(guò)策略模式（strategy model）的相關(guān)資料但沒(méi)有留下太多的印象。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子可以讓你快速理解它。如果一個(gè)員工系統(tǒng)中，員工被分為臨時(shí)工和正式工并且在不同的地方相應(yīng)的行為不一樣。在設(shè)計(jì)它們的時(shí)候，你肯定設(shè)計(jì)一個(gè)抽象的員工類(lèi)，并且設(shè)計(jì)兩個(gè)繼承類(lèi)：臨時(shí)工和正式工。這樣，通過(guò)下溯類(lèi)型，可以在不同的地方表現(xiàn)出臨時(shí)工和正式工的各自行為。在另一個(gè)系統(tǒng)中，員工被分為了銷(xiāo)售人員、技術(shù)人員、管理人員并且也在不同的地方相應(yīng)的行為不一樣。同樣，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)也是設(shè)計(jì)一個(gè)抽象的員工類(lèi)，并且設(shè)計(jì)數(shù)個(gè)繼承類(lèi)：銷(xiāo)售人員、技術(shù)人員、管理人員。現(xiàn)在，我們要把這兩個(gè)系統(tǒng)合并起來(lái)，也就是說(shuō)，在新的系統(tǒng)中，員工既被分為臨時(shí)工和正式工，又被分為了銷(xiāo)售人員、技術(shù)人員、管理人員，這時(shí)候如何設(shè)計(jì)。如果我們還是使用以往的設(shè)計(jì)，我們將不得不設(shè)計(jì)很多繼承類(lèi)：銷(xiāo)售臨時(shí)工、銷(xiāo)售正式工、技術(shù)臨時(shí)工、技術(shù)正式工。。。如此的設(shè)計(jì)，在隨著劃分的類(lèi)型，以及每種類(lèi)型的選項(xiàng)的增多，呈笛卡爾增長(zhǎng)。通過(guò)以上一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我們不得不發(fā)現(xiàn)，我們以往學(xué)習(xí)的關(guān)于繼承的設(shè)計(jì)遇到了挑戰(zhàn)。

解決繼承出現(xiàn)的問(wèn)題，有一個(gè)最好的辦法，就是采用策略模式。在這個(gè)應(yīng)用中，員工之所以要分為臨時(shí)工和正式工，無(wú)非是因?yàn)樗鼈兊囊恍┬袨椴灰粯?，比如，發(fā)工資時(shí)的計(jì)算方式不同。如果我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)不將員工類(lèi)分為臨時(shí)工類(lèi)和正式工類(lèi)，而僅僅只有員工類(lèi)，只是在類(lèi)中增加“工資發(fā)放策略”。當(dāng)我們創(chuàng)建員工對(duì)象時(shí)，根據(jù)員工的類(lèi)型，將“工資發(fā)放策略”設(shè)定為“臨時(shí)工策略”或“正式工策略”，在計(jì)算工資時(shí)，只需要調(diào)用策略類(lèi)中的“計(jì)算工資”方法，其行為的表現(xiàn)，也設(shè)計(jì)臨時(shí)工類(lèi)和正式工類(lèi)是一樣的。同樣的設(shè)計(jì)可以放到銷(xiāo)售人員策略、技術(shù)人員策略、管理人員策略中。一個(gè)通常的設(shè)計(jì)是，我們將某一個(gè)影響更大的、或者選項(xiàng)更少的屬性設(shè)計(jì)成繼承類(lèi)，而將其它屬性設(shè)計(jì)成策略類(lèi)，就可以很好的解決以上問(wèn)題。

使用策略模式，你同樣把代碼寫(xiě)活了，因?yàn)槟憧梢詿o(wú)限制地增加策略。但是，使用策略模式你同樣需要設(shè)計(jì)一個(gè)工廠——策略工廠。以上實(shí)例中，你需要設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)放工資策略工廠，并且在工廠中將“臨時(shí)工”與“臨時(shí)工策略”對(duì)應(yīng)起來(lái)，將“正式工”與“正式工策略”對(duì)應(yīng)起來(lái)。

c. 適配器模式

我的筆記本是港貨，它的插頭與我們常用的插座不一樣，所有我出差的時(shí)候我必須帶一個(gè)適配器，才能使用不同地方的插座。這是一個(gè)對(duì)適配器模式最經(jīng)典的描述。當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)要與其它系統(tǒng)交互，或者我們?cè)O(shè)計(jì)的模塊要與其它模塊交互時(shí)，這種交互可能是調(diào)用一個(gè)接口，或者交換一段數(shù)據(jù)，接受方常常因發(fā)送方對(duì)協(xié)議的變更而頻繁變更。這種變更，可能是接受方來(lái)源的變更，比如原來(lái)是A系統(tǒng)，現(xiàn)在變成B系統(tǒng)了；也可能是接受方自身的代碼變更，如原來(lái)的接口現(xiàn)在增加了一個(gè)參數(shù)。由于發(fā)送方的變更常常導(dǎo)致接受方代碼的不穩(wěn)定，即頻繁跟著修改，為接受方的維護(hù)帶來(lái)困難。

遇到這樣的問(wèn)題，一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員馬上想到的就是采用適配器模式。在設(shè)計(jì)時(shí)，我方的接口按照某個(gè)協(xié)議編寫(xiě)，并且保持固定不變。然后，在與真正對(duì)方接口時(shí)，在前段設(shè)計(jì)一個(gè)適配器類(lèi)，一旦對(duì)方協(xié)議發(fā)生變更，我可以換個(gè)適配器，將新協(xié)議轉(zhuǎn)換成原協(xié)議，問(wèn)題就解決了。適配器模式應(yīng)當(dāng)包含一個(gè)接口和它的實(shí)現(xiàn)類(lèi)。接口應(yīng)當(dāng)包含一個(gè)本系統(tǒng)要調(diào)用的方法，而它的實(shí)現(xiàn)類(lèi)分別是與A系統(tǒng)接口的適配器、與B系統(tǒng)接口的適配器．．．

我曾經(jīng)在一個(gè)項(xiàng)目中需要與另一個(gè)系統(tǒng)接口，起初那個(gè)系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)集的方式為我提供數(shù)據(jù)，我寫(xiě)了一個(gè)接收數(shù)據(jù)集的適配器；后來(lái)改為用一個(gè)XML數(shù)據(jù)流的形式，我又寫(xiě)了一個(gè)接收XML的適配器。雖然為我提供數(shù)據(jù)的方式不同，但是經(jīng)過(guò)適配器轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)據(jù)是一樣的。通過(guò)在spring中的配置，我可以靈活地切換到底是使用哪個(gè)適配器。

d. 模板模式

32個(gè)經(jīng)典模式中的模板模式，對(duì)開(kāi)發(fā)者的代碼規(guī)劃能力提出了更高的要求，它要求開(kāi)發(fā)者對(duì)自己開(kāi)發(fā)的所有代碼有一個(gè)相互聯(lián)系和從中抽象的能力，從各個(gè)不同的模塊和各個(gè)不同的功能中，抽象出其過(guò)程比較一致的通用流程，最終形成模板。譬如說(shuō)，讀取XML并形成工廠，是許多模塊常常要使用的功能。它們雖然有各自的不同，但是總體流程都是一樣的：讀取XML文件、解析XML數(shù)據(jù)流、形成工廠。正因?yàn)橛羞@樣的特征，它們可以使用共同的模板，那么，什么是模板模式呢？

模板模式（Template Model）通常有一個(gè)抽象類(lèi)。在這個(gè)抽象類(lèi)中，通常有一個(gè)主函數(shù)，按照一定地順序去調(diào)用其它函數(shù)。而其它函數(shù)往往是某這個(gè)連續(xù)過(guò)程中的各個(gè)步驟，如以上實(shí)例中的讀取XML文件、解析XML數(shù)據(jù)流、形成工廠等步驟。由于這是一個(gè)抽象類(lèi)，這些步驟函數(shù)可以是抽象函數(shù)。抽象類(lèi)僅僅定義了整個(gè)過(guò)程的執(zhí)行順序，以及一些可以通用的步驟（如讀取XML文件和解析XML數(shù)據(jù)流），而另一些比較個(gè)性的步驟，則由它的繼承類(lèi)自己去完成（如上例中的“形成工廠”，由于各個(gè)工廠各不一樣，因此由各自的繼承類(lèi)自己去決定它的工廠是怎樣形成的）。

各個(gè)繼承類(lèi)可以根據(jù)自己的需要，通過(guò)重載重新定義各個(gè)步驟函數(shù)。但是，模板模式要求不能重載主函數(shù)，因此正規(guī)的模板模式其主函數(shù)應(yīng)當(dāng)是 final（雖然我們常常不這么寫(xiě)）。另外，模板模式還允許你定義的這個(gè)步驟中，有些步驟是可選步驟。對(duì)與可選步驟，我們通常稱為“鉤子（hood）”。它在編寫(xiě)時(shí)，在抽象類(lèi)中并不是一個(gè)抽象函數(shù)，但卻是一個(gè)什么都不寫(xiě)的空函數(shù)。繼承類(lèi)在編寫(xiě)時(shí)，如果需要這個(gè)步驟則重載這個(gè)函數(shù)，否則就什么也不寫(xiě)，進(jìn)而在執(zhí)行的時(shí)候也如同什么都沒(méi)有執(zhí)行。

通過(guò)以上對(duì)模板模式的描述可以發(fā)現(xiàn)，模板模式可以大大地提高我們的代碼復(fù)用程度。

以上一些常用設(shè)計(jì)模式，都能使我們快速提高代碼質(zhì)量。還是那句話，設(shè)計(jì)模式不是什么高深的東西，恰恰相反，它是初學(xué)者快速提高的捷徑。然而，如果說(shuō)提高代碼復(fù)用是提高代碼質(zhì)量的初階，使用設(shè)計(jì)模式也只能是提高代碼質(zhì)量的中階。那么，什么是高階呢？我認(rèn)為是那些分析設(shè)計(jì)理論，更具體地說(shuō)，就是職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。

3）職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

前面我提到，當(dāng)我們嘗試寫(xiě)一些復(fù)雜功能的時(shí)候，我們把功能分解成一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的函數(shù)。但是，應(yīng)當(dāng)將這些函數(shù)分配到哪個(gè)類(lèi)中呢？也就是系統(tǒng)中的所有類(lèi)都應(yīng)當(dāng)擁有哪些函數(shù)呢？或者說(shuō)應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出哪些行為呢？答案就在這里：以職責(zé)為中心，根據(jù)職責(zé)分配行為。我們?cè)诜治鱿到y(tǒng)時(shí)，首先是根據(jù)客戶需求進(jìn)行用例分析，然后根據(jù)用例繪制領(lǐng)域模式和分析模型，整個(gè)系統(tǒng)最主要的類(lèi)就形成了。通過(guò)以上分析形成的類(lèi)，往往和現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象是對(duì)應(yīng)的。正因?yàn)槿绱耍浖澜绲倪@些類(lèi)也具有了與現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象相對(duì)應(yīng)的職責(zé)，以及在這些職責(zé)范圍內(nèi)的行為。

職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（Responsibility Drive Design，RDD）是Craig Larman在他的經(jīng)典著作《UML和模式應(yīng)用》中提出的。職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的核心思想，就是我們?cè)趯?duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)以職責(zé)為中心，根據(jù)職責(zé)分配行為。這種思想首先要求我們?cè)O(shè)計(jì)的所有軟件世界的對(duì)象，應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)實(shí)世界盡量保持一致，他稱之為“低表示差異”。有了低表示差異，一方面提高了代碼的可讀性，另一方面，當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)生變更的時(shí)候，也可以根據(jù)實(shí)際情況快速應(yīng)對(duì)變更。

Craig Larman在提出職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)理論的同時(shí)，還提出了GRASP設(shè)計(jì)模式，來(lái)豐富這個(gè)理論。在GRASP設(shè)計(jì)模式中，我認(rèn)為，低耦合、高內(nèi)聚、信息專(zhuān)家模式最有用。

繼Craig Larman提出的職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)數(shù)年之后，另一位大師提出了領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（Domain Drive Design，DDD）是Eric Evans在他的同名著作《領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)》中提出的。在之前的設(shè)計(jì)理論中，領(lǐng)域模型是從用例模型到分析模型之間的一種中間模型，也就是從需求分析到軟件開(kāi)發(fā)之間的一種中間模型。這么一個(gè)中間模型，既不是需求階段的重要產(chǎn)物，在開(kāi)發(fā)階段也不以它作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，僅僅是作為參考，甚至給人感覺(jué)有一些多余。但是，Evans在領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中，將它放到了一個(gè)無(wú)比重要的位置。按照領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的理論，在需求分析階段，需求分析人員使用領(lǐng)域模型與客戶進(jìn)行溝通；在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)人員使用領(lǐng)域模型指導(dǎo)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)；在運(yùn)行維護(hù)和二次開(kāi)發(fā)階段，維護(hù)和二次開(kāi)發(fā)人員使用領(lǐng)域模型理解和熟悉系統(tǒng)，并指導(dǎo)他們進(jìn)行維護(hù)和二次開(kāi)發(fā)。總之，在整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)的生命周期中，領(lǐng)域模型都成為了最核心的內(nèi)容。

領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)繼承了職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。在領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)的，依然是低表示差異，以及職責(zé)的分配。但是，如何做到低表示差異呢？如何完成職責(zé)分配呢？領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)給了我們完美的答案，那就是建立領(lǐng)域模型。領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)改變了我們的設(shè)計(jì)方式。在需求分析階段，用例模型已不再是這個(gè)階段的核心，而是建立領(lǐng)域模型。在開(kāi)發(fā)和二次開(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)人員也不再是一埋頭地猛扎進(jìn)程序堆里開(kāi)始編程，而是首先細(xì)致地進(jìn)行領(lǐng)域模型分析。領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)持續(xù)精化，使領(lǐng)域模型不再是一旦完成分析就扔在一邊不再理會(huì)的圖紙，而是在不斷理解業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上不斷修改和精化領(lǐng)域模型，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)我們代碼的精化。領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)的不再是一次軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中我們要做的工作，它看得更加長(zhǎng)遠(yuǎn)，它強(qiáng)調(diào)的是一套軟件在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)升級(jí)的過(guò)程中我們應(yīng)當(dāng)做的工作。我認(rèn)為，領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)是提高代碼質(zhì)量的最高等級(jí)。當(dāng)時(shí)，使用領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)是一場(chǎng)相當(dāng)巨大的改革，它顛覆了我們過(guò)去的所有開(kāi)發(fā)模式，我們必須腳踏實(shí)地地一步一步去實(shí)踐和改變。

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職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

隨著軟件業(yè)的不斷發(fā)展，隨著軟件需求的不斷擴(kuò)大，軟件所管理的范圍也在不斷拓寬。過(guò)去一個(gè)軟件僅僅管理一臺(tái)電腦的一個(gè)小小的功能，而現(xiàn)在被擴(kuò)展到了一個(gè)企業(yè)、一個(gè)行業(yè)、一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。過(guò)去我們開(kāi)發(fā)一套軟件，只有少量的二次開(kāi)發(fā)，當(dāng)它使用到一定時(shí)候我們就拋棄掉重新又開(kāi)發(fā)一套。現(xiàn)在，隨著用戶對(duì)軟件依賴程度的不斷加大，我們很難說(shuō)拋棄一套軟件重新開(kāi)發(fā)了，更多的是在一套軟件中持續(xù)改進(jìn)，使這套軟件的生命周期持續(xù)數(shù)年以及數(shù)個(gè)版本。正是因?yàn)檐浖I(yè)面臨著如此巨大的壓力，我們的代碼質(zhì)量，我們開(kāi)發(fā)的軟件擁有的可變更性和持續(xù)改進(jìn)的能力，成為軟件制勝的關(guān)鍵因素，令我們不能不反思。

代碼質(zhì)量評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)：低耦合，高內(nèi)聚

耦合就是對(duì)某元素與其它元素之間的連接、感知和依賴的量度。耦合包括：

1．元素B是元素A的屬性，或者元素A引用了元素B的實(shí)例（這包括元素A調(diào)用的某個(gè)方法，其參數(shù)中包含元素B）。

2．元素A調(diào)用了元素B的方法。

3．元素A直接或間接成為元素B的子類(lèi)。

4．元素A是接口B的實(shí)現(xiàn)。

如果一個(gè)元素過(guò)于依賴其它元素，一旦它所依賴的元素不存在，或者發(fā)生變更，則該元素將不能再正常運(yùn)行，或者不得不相應(yīng)地進(jìn)行變更。因此，耦合將大大影響代碼的通用性和可變更性。

內(nèi)聚，更為專(zhuān)業(yè)的說(shuō)法叫功能內(nèi)聚，是對(duì)軟件系統(tǒng)中元素職責(zé)相關(guān)性和集中度的度量。如果元素具有高度相關(guān)的職責(zé)，除了這些職責(zé)內(nèi)的任務(wù)，沒(méi)有其它過(guò)多的工作，那么該元素就具有高內(nèi)聚性，反之則為低內(nèi)聚性。內(nèi)聚就像一個(gè)專(zhuān)橫的管理者，它只做自己職責(zé)范圍內(nèi)的事，而將其它與它相關(guān)的事情，分配給別人去做。

高質(zhì)量的代碼要求我們的代碼保持低耦合、高內(nèi)聚。但是，這個(gè)要求是如此的抽象與模糊，如何才能做到這些呢？軟件大師們告訴我們了許多方法，其中之一就是Craig Larman的職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。

職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（Responsibility Drive Design，RDD）是Craig Larman在他的經(jīng)典著作《UML和模式應(yīng)用》中提出的。要理解職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，我們首先要理解“低表示差異”。

低表示差異

我們開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件實(shí)際上是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬，因此，軟件世界與現(xiàn)實(shí)世界存在著必然的聯(lián)系。當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行需求分析的時(shí)候，需求分析員實(shí)際上是從客戶那里在了解現(xiàn)實(shí)世界事物的規(guī)則、工作的流程。如果我們?cè)谲浖治龊驮O(shè)計(jì)的過(guò)程中，將軟件世界與現(xiàn)實(shí)世界緊密地聯(lián)系到一起，我們的軟件將更加本色地還原事物最本質(zhì)的規(guī)律。這樣的設(shè)計(jì)，就稱之為“低表示差異”。

采用“低表示差異”進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，現(xiàn)實(shí)世界有什么事物，就映射為軟件世界的各種對(duì)象（類(lèi)）；現(xiàn)實(shí)世界的事物擁有什么樣的職責(zé)，在軟件世界里的對(duì)象就擁有什么樣的職責(zé)；在現(xiàn)實(shí)世界中的事物，因?yàn)樗穆氊?zé)而產(chǎn)生的行為，在軟件世界中就反映為對(duì)象所擁有的函數(shù)。

低表示差異，使分析設(shè)計(jì)者對(duì)軟件的分析和設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，思路更加清晰；使代碼更加可讀，閱讀者更加易于理解；更重要的是，當(dāng)需求發(fā)生變更，或者業(yè)務(wù)產(chǎn)生擴(kuò)展時(shí)，設(shè)計(jì)者只需要遵循事物本來(lái)的面貌去思考和修改軟件，使軟件更加易于變更和擴(kuò)展。

角色、職責(zé)、協(xié)作

理解了“低表示差異”，現(xiàn)在我們來(lái)看看我們應(yīng)當(dāng)如何運(yùn)用職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。首先，我們通過(guò)與客戶的溝通和對(duì)業(yè)務(wù)需求的了解，從中提取出現(xiàn)實(shí)世界中的關(guān)鍵事物以及相互之間的關(guān)系。這個(gè)過(guò)程我們通常通過(guò)建立領(lǐng)域模型來(lái)完成。領(lǐng)域模型建立起來(lái)以后，通過(guò)諸如Rational Rose這樣的設(shè)計(jì)軟件的正向工程，生成了我們?cè)谲浖到y(tǒng)中最初始的軟件類(lèi)。這些軟件類(lèi)，由于每個(gè)都扮演著現(xiàn)實(shí)世界中的一個(gè)具體的角色，因而賦予了各自的職責(zé)。前面我已經(jīng)提到，如果你的系統(tǒng)采用職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，作為一個(gè)好的習(xí)慣，你應(yīng)當(dāng)在每一個(gè)軟件類(lèi)的注釋首行，清楚地描述該軟件類(lèi)的職責(zé)。

當(dāng)我們完成了系統(tǒng)中軟件類(lèi)的制訂，分配好了各自的職責(zé)，我們就應(yīng)該開(kāi)始根據(jù)軟件需求，編寫(xiě)各個(gè)軟件類(lèi)的功能。在前面我給大家提出了一個(gè)建議，就是不要在一個(gè)函數(shù)中編寫(xiě)大段的代碼。編寫(xiě)大段的代碼，通常會(huì)降低代碼的內(nèi)聚度，因?yàn)檫@些代碼中將包含不是該軟件類(lèi)應(yīng)當(dāng)完成的工作。作為一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)人員，在編寫(xiě)一個(gè)功能時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)功能進(jìn)行分解。一段稍微復(fù)雜的功能，通常都可以被分解成一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的步驟。步驟與步驟之間存在著交互，那就是數(shù)據(jù)的輸入輸出。通過(guò)以上的分解，每一個(gè)步驟將形成一個(gè)獨(dú)立的函數(shù)，并且使用一個(gè)可以表明這個(gè)步驟意圖的釋義函數(shù)名。接下來(lái)，我們應(yīng)當(dāng)考慮的，就是應(yīng)當(dāng)將這些函數(shù)交給誰(shuí)。它們有可能交給原軟件類(lèi)，也有可能交給其它軟件類(lèi)，其分配的原則是什么呢？答案是否清楚，那就是職責(zé)。每個(gè)軟件類(lèi)代表現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)事物，或者說(shuō)一個(gè)角色。在現(xiàn)實(shí)世界中這個(gè)任務(wù)應(yīng)當(dāng)由誰(shuí)來(lái)完成，那么在軟件世界中，這個(gè)函數(shù)就應(yīng)當(dāng)分配給相應(yīng)的那個(gè)軟件類(lèi)。

通過(guò)以上步驟的分解，一個(gè)功能就分配給了多個(gè)軟件類(lèi)，相互協(xié)作地完成這個(gè)功能。這樣的分析和設(shè)計(jì)，其代碼一定是高內(nèi)聚的和高可讀性的。同時(shí)，當(dāng)需求發(fā)生變更的時(shí)候，設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的理解，可以非常輕松地找到那個(gè)需要修改的軟件類(lèi)，而不會(huì)影響其它類(lèi)，因而也就變得易維護(hù)、易變更和低耦合了。

說(shuō)了這么多，舉一個(gè)實(shí)例也許更能幫助理解。拿一個(gè)員工工資系統(tǒng)來(lái)說(shuō)吧。當(dāng)人力資源在發(fā)放一個(gè)月工資的時(shí)候，以及離職的員工肯定不能再發(fā)放工資了。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的期初，開(kāi)發(fā)人員商量好，在員工信息中設(shè)定一個(gè)“離職標(biāo)志”字段。編寫(xiě)工資發(fā)放的開(kāi)發(fā)人員通過(guò)查詢，將“離職標(biāo)志”為false的員工查詢出來(lái)，并為他們計(jì)算和發(fā)放工資。但是，隨著這個(gè)系統(tǒng)的不斷使用，編寫(xiě)員工管理的開(kāi)發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，“離職標(biāo)志”字段已經(jīng)不能滿足客戶的需求，因而將“離職標(biāo)志”字段廢棄，并增加了一個(gè)“離職時(shí)間”字段來(lái)管理離職的員工。然而，編寫(xiě)工資發(fā)放的開(kāi)發(fā)人員并不知道這樣的變更，依然使用著“離職標(biāo)志”字段。顯然，這樣的結(jié)果就是，軟件系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)離職員工發(fā)放工資了。仔細(xì)分析這個(gè)問(wèn)題的原因，我們不難發(fā)現(xiàn)，確認(rèn)員工是否離職，并不是“發(fā)放工資”軟件類(lèi)應(yīng)當(dāng)完成的工作，而應(yīng)當(dāng)是 “員工管理”軟件類(lèi)應(yīng)當(dāng)完成的。如果將“獲取非離職員工”的任務(wù)交給“員工管理”軟件類(lèi)，而“發(fā)放工資”軟件類(lèi)僅僅只是去調(diào)用，那么離職功能由“離職標(biāo)志”字段改為了“離職時(shí)間”字段，其實(shí)就與“發(fā)放工資”軟件類(lèi)毫無(wú)關(guān)系。而作為“員工管理”的開(kāi)發(fā)人員，一旦發(fā)生這樣的變更，他當(dāng)然知道去修改自己相應(yīng)的 “獲取非離職員工”函數(shù)，這樣就不會(huì)發(fā)生以上問(wèn)題。通過(guò)這樣一個(gè)實(shí)例，也許你能夠理解“職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的精要與作用了吧。

職責(zé)分配與信息專(zhuān)家

通過(guò)以上對(duì)職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的講述，我們不難發(fā)現(xiàn)，職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的精要就是職責(zé)分配。但是，在紛繁復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行職責(zé)分配常常令我們迷惑。幸運(yùn)的是，Larman大師清楚地認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)。在他的著作中，信息專(zhuān)家模式為我們提供了幫助。

信息專(zhuān)家模式（又稱為專(zhuān)家模式）告訴我們，在分析設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)將職責(zé)分配給軟件系統(tǒng)中的這樣一個(gè)軟件類(lèi)，它擁有實(shí)現(xiàn)這個(gè)職責(zé)所必須的信息。我們稱這個(gè)軟件類(lèi)，叫“信息專(zhuān)家”。用更加簡(jiǎn)短的話說(shuō)，就是將職責(zé)分配給信息專(zhuān)家。

為什么我們要將職責(zé)分配給信息專(zhuān)家呢？我們用上面的例子來(lái)說(shuō)明吧。當(dāng)“發(fā)放工資”軟件類(lèi)需要獲取非離職員工時(shí)，“員工管理”軟件類(lèi)就是“獲取非離職員工”任務(wù)的信息專(zhuān)家，因?yàn)樗莆罩袉T工的信息。假設(shè)我們不將“獲取非離職員工”的任務(wù)交給“員工管理”軟件類(lèi)，而是另一個(gè)軟件類(lèi)X，那么，為了獲取員工信息，軟件類(lèi)X不得不訪問(wèn)“員工管理”軟件類(lèi)，從而使“發(fā)放工資”與X耦合，X又與“員工管理”耦合。這樣的設(shè)計(jì)，不如直接將“獲取非離職員工”的任務(wù)交給“員工管理”軟件類(lèi)，使得“發(fā)放工資”僅僅與“員工管理”耦合，從而有效地降低了系統(tǒng)的整體耦合度。

總之，采用“職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的思路，為我們提高軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量、可讀性、可維護(hù)性，以及保持軟件的持續(xù)發(fā)展，提供了一個(gè)廣闊的空間。

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