未来最有可能产生显著效益的复用是对软件生命周期中一些主要开发阶段的软件制品的复用
按抽象程度的高低,可以划分为如下的复用级别

(1)代码的复用
包括目标代码和源代码的复用。其中目标代码的复用级别最低,历史也最久,当前大部分编程语言的运行支持系统都提供了连接(Link)、绑定(Binding)等功能来支持这种复用。源代码的复用级别略高于目标代码的复用,程序员在编程时把一些想复用的代码段复制到自己的程序中,但这样往往会产生一些新旧代码不匹配的错误。想大规模的实现源程序的复用只有依靠含有大量可复用构件的构件库。如”对象链接及嵌入”(OLE)技术,既支持在源程序级定义构件并用以构造新的系统,又使这些构件在目标代码的级别上仍然是一些独立的可复用构件,能够在运行时被灵活的得新组合为各种不同的应用。

(2)设计的复用
设计结果比源程序的抽象级别更高,因此它的复用受实现环境的影响较少,从而使可复用构件被复用的机会更多,并且所需的修改更少。这种复用有三种途径,第一种途径是从现有系统的设计结果中提取一些可复用的设计构件,并把这些构件应用于新系统的设计;第二种途径是把一个现有系统的全部设计文档在新的软硬件平台上重新实现,也就是把一个设计运用于多个具体的实现;第三种途径是独立于任何具体的应用,有计划地开发一些可复用的设计构件。

(3)分析的复用
这是比设计结果更高级别的复用,可复用的分析构件是针对问题域的某些事物或某些问题的抽象程度更高的解法,受设计技术及实现条件的影响很少,所以可复用的机会更大。复用的途径也有三种,即从现有系统的分析结果中提取可复用构件用于新系统的分析;用一份完整的分析文档作输入产生针对不同软硬件平台和其它实现条件的多项设计;独立于具体应用,专门开发一些可复用的分析构件。

(4)测试信息的复用
主要包括测试用例的复用和测试过程信息的复用。前者是把一个软件的测试用例在新的软件测试中使用,或者在软件作出修改时在新的一轮测试中使用。后者是在测试过程中通过软件工具自动地记录测试的过程信息,包括测试员的每一个操作、输入参数、测试用例及运行环境等一切信息。这种复用的级别,不便和分析、设计、编程的复用级别作准确的比较,因为被复用的不是同一事物的不同抽象层次,而是另一种信息,但从这些信息的形态看,大体处于与程序代码相当的级别。

由于软件生产过程主要是正向过程,即大部分软件的生产过程是使软件产品从抽象级别较高的形态向抽象级别较低的形态演化,所以较高级别的复用容易带动较低级别的复用,因而复用的级别越高,可得到的回报也越大,因此分析结果和设计结果在目前很受重视。用户可购买生产商的分析件和设计件,自己设计或编程,掌握系统的剪裁、扩充、维护、演化等活动。

设计可复用的类

在OOP中设计可复用的类
封装和信息隐藏
继承和重写
多态性,子类型和重载
泛型编程
行为子类型和Liskov替代原则(LSP)
组合与委托

API:应用程序编程接口,库或框架的接口

客户端:使用API的代码 插件:定制框架的客户端代码
扩展点:框架内预留的“空白”,开发者开发出符合接口要求的代码(即插件),框架可调用,从而相当于开发者扩展了框架的功能
协议:API和客户端之间预期的交互顺序
回调:框架调用来访问定制功能的插件方法
生命周期方法:根据协议和插件状态按顺序调用的回调方法
建议:始终以开发API的标准面对任何开发任务;
面向“复用”编程而不是面向“应用”编程。
难度:要有足够良好的设计,一旦发布就无法再自由改变。

编写一个API需要考虑以下方面:

API应该做一件事,且做得很好

API应该尽可能小,但不能太小

Implementation不应该影响API

记录文档很重要

考虑性能后果

API必须与平台和平共存

类的设计:尽量减少可变性,遵循LSP原则

方法的设计:不要让客户做任何模块可以做的事情,及时报错

LSP原则

定义1:如果对每一个类型为 T1的对象 o1,都有类型为 T2 的对象o2,使得以 T1定义的所有程序 P 在所有的对象 o1 都代换成o2 时,程序 P 的行为没有发生变化,那么类型 T2 是类型 T1 的子类型。


定义2:所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。


问题由来:
有一功能P1,由类A完成。现需要将功能P1进行扩展,扩展后 的功 能为P,其中P由原有功能P1与新功能P2组成。新功能P由类A的子类B来完成,则子类B在完成新功能P2的同时,有可能会导致原有功能P1发生故障。


解决方案:
当使用继承时,遵循里氏替换原则。类B继承类A时,除添加新的方法完成新增功能P2外,尽量不要重写父类A的方法,也尽量不要重载父类A的方法


LSP依赖于以下限制:
前置条件不能强化
后置条件不能弱化
不变量要保持
子类型方法参数:逆变
子类型方法的返回值:协变
异常类型:协变

eg:
子类实现相同的不变量
重写方法有相同的前置条件和后置条件

从类、API、框架三个层面学习如何设计可复用软件实体的具体技术

Covariance (协变):
父类型->子类型:越来越具体specific 。
返回值类型:不变或变得更具体 。
异常的类型:也是如此。

从类、API、框架三个层面学习如何设计可复用软件实体的具体技术

继承包含这样一层含义:父类中凡是已经实现好的方法(相对于抽象方法而言),实际上是在设定一系列的规范和契约,虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约,但是如果子类对这些非抽象方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义

框架
框架分为白盒框架和黑盒框架。
白盒框架:

通过子类化和重写方法进行扩展(使用继承);

通用设计模式:模板方法;

子类具有主要方法但对框架进行控制。

黑盒框架:

通过实现插件接口进行扩展(使用组合/委派);

常用设计模式:Strategy, Observer ;

插件加载机制加载插件并对框架进行控制。

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