| 章节 | 内容 |
|---|---|
| 1 | 什么是“高质量的软件”、如何从不同维度刻画软件 |
| 2 | 软件构造的基本过程和步骤 |
| 3 | 软件构造的理论基础——ADT技术基础——OOP |
1.1软件构造的多维度视图
1.1.1从三个维度看软件系统的构成
– By phases: build- and run-time views 按阶段划分：构造时/运行时视图
– By dynamics: moment and period views 按动态性划分：时刻/阶段视图
moment：特定时刻的软件形态
Period view: 软件形态随时间的变化
– By levels: code and component views 按构造对象的层次划分：代码/构件视图
code：代码的逻辑组织 functions, classes, methods, interfaces
component：代码的物理组织 files, directories, packages, libraries
编译型语言Java
解释型语言Perl，Python
1.1.2将“软件构造”看作“不同视图之间的转换”
1.2质量指标
1.2.1Quality properties of software systems
– External vs. internal quality factors
外部质量因素影响用户
内部质量因素影响软件本身和它的开发者
外部质量取决于内部质量
– Important external quality factors
1.正确性：按照预先定义的“规约”执行
方法：
1.测试和调试：发现不正确、消除不正确
2.防御式编程：在写程序的时候就确保正确性
2.健壮性：针对异常情况的处理
异常处理：所谓的“异常”，取决于spec的范畴
3.可扩展性:对软件的规约进行修改，是否足够容易？应对变化
– Tradeoff between quality factors
1.2.2Five key quality objectives of software construction
– Easy to understand: elegant and beautiful code / understandability
– Ready for change: maintainability and adaptability
– Cheap for develop: design for/with reuse: reusability
– Safe from bugs: robustness
– Efficient to run: performance
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|---|---|
| 3-1 | “数据类型”及其特性 |
| 3-2 | 方法和操作的“规约”及其特性 |
| 3-3 | 将数据和操作复合起来，构成ADT |
3.1数据类型及检查
3.2设计规约
更强的后置
条件意味着实现的自由度更低了在图中的面积更小
更弱的前置
实现时要处理更多的可能输入，实现的自由度低了，面积更小
3.3抽象数据类型(ADT)
抽象数据类型与表示独立性：如何设计良好的抽象数据结构，通过封
装来避免客户端获取数据的内部表示（即“表示泄露”），在client和implementer之间建立“防火墙”
抽象类型：强调“作用于数据上的操作”，程序员和
client无需关心数据如何具体存储的，只需设计/使用操作即可。
表示独立性：client使用ADT时无需考虑其内部如何实现，ADT内部表示的变化不应影响外部spec和客户端。
不变量：在任何时候总是true，由ADT来负责其不变量，与client端的任何行为无关
保持程序的“正确性”，容易发现错误
假设client有“恶意”破坏ADT的不变量—defensive programming
保持不变性和避免表示泄漏，是ADT最重要的一个Invariant！
表示不变量和抽象函数：
rep的值和客户端看到的值
表示不变性RI：某个具体的“表示”是否是“合法的”
在对象的初始状态不变量为true，在对象发生变化时，不变量也要为true
构造器和生产器在创建对象时要确保不变量为true
变值器和观察器在执行时必须保持不变性。
在每个方法return之前，用checkRep()检查不变量是否得以保持。
抽象函数：R和A之间映射关系的函数，即如何去解释R中的每一个值为A中的每一个值。
一般函数不允许一对多，多对一是允许的
单射：一对一，A中有剩余
满射：所有 “B” 的元素都有至少一个相对的 “A” 的元素
双射：完美一对一
选择某种特定的表示方式R，进而指定某个子集是“合法”的(RI)，并为该子集中的每个值做出“解释”(AF)——即如何映射到抽象空间中的值。
checkRep：在所有可能改变rep的方法内都要检查
Observer方法可以不用，但建议也要检查，以防止你的“万一”
beneficent mutation (有益的可变性)
对immutable的ADT来说，它在A空间的abstract value应是不变的。
但其内部表示的R空间中的取值则可以是变化的。
举例：toString输出分数时，进行了约分。
这种mutation只是改变了R值，并未改变A值，对client来说是
immutable的“AF并非单射”，从一个R值变成了另一个R值
作用：通过牺牲immutability的部分原则来换取“效率”和“性能”
– Caching：例如通过cache暂存某些频繁计算的结果
– Data structure rebalancing：例如对tree数据结构进行插入或删除节点之后
– Lazy computation：上例中在toString()的时候才进行约分计算
3.4面向对象的编程
接口提供API，有不同的子类实现
接口：确定ADT规约
类：实现ADT
问题：接口定义中没有包含constructor，也无法保证所有实现类中都包含了同样名字的constructor。故而，客户端需要知道该接口的某个具体实现类的名字
解决：静态工厂
继承和重写：
严格继承：子类只能添加新方法，无法重写超类中的方法，加final关键字无法重写
父类方法可以复用，在父类中写，特殊子类重写
没有可复用的方法，直接留空，每个子类都重写
override关键字和super
扩展父类方法
使用this或者that构造，必须是第一个构造。
抽象类和抽象方法：
子类共有的在父类中实现，子类特有的定义为抽象方法，分别在子类中实现。
多态 Polymorphism
- 特殊多态：函数的功能重载
多个函数有相同的名字，但有不同的参数列表和返回值类型
overload在编译时根据引用类型决定
override在运行时根据对象类型决定
- MUST
不同的参数列表 参数数量或者参数类型 - CAN
相同/不同的返回值类型
相同/不同的public/private/protected
相同/不同的异常
可以在同一个类内重载，也可在子类中重载
- MUST
- 参数多态和泛型编程
类型变量是非限定标识符，我们有泛型类、泛型接口、泛型方法
这里有一些展示
子类型 subtyping
重载 overloading