目錄

前言

第1章　軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)原則　1
1.1　什么是軟件設(shè)計(jì)　1
1.1.1　設(shè)計(jì)是一種“規(guī)劃”　1
1.1.2　軟件的材料載體與廣義的軟件設(shè)計(jì)內(nèi)涵　2
1.1.3　狹義的軟件設(shè)計(jì)內(nèi)涵　2
1.2　為什么要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)　2
1.3　復(fù)雜度控制的關(guān)鍵之一：　設(shè)計(jì)分層　3
1.3.1　分層抽象方法　3
1.3.2　軟件設(shè)計(jì)的分層　3
1.3.3　設(shè)計(jì)層次驗(yàn)證　4
1.3.4　軟件設(shè)計(jì)分層要點(diǎn)　4
1.3.5　產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)　5
1.4　復(fù)雜度控制的關(guān)鍵之二：關(guān)注點(diǎn)分離　6
1.4.1　分離設(shè)計(jì)主題　6
1.4.2　多視點(diǎn)方法　6
1.5　軟件設(shè)計(jì)的目標(biāo)與衡量標(biāo)準(zhǔn)　7
1.5.1　根本標(biāo)準(zhǔn)：功能、質(zhì)量、審美　8
1.5.2　設(shè)計(jì)目標(biāo)和衡量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用示例　8
1.5.3　功能是設(shè)計(jì)方案的特征　12
1.5.4　質(zhì)量是工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)　12
1.5.5　審美是超越合格達(dá)到優(yōu)秀的路徑　14
1.5.6　軟件設(shè)計(jì)的結(jié)果是一種折中與妥協(xié)　16
1.6　外部表現(xiàn)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)　17
1.6.1　軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是堅(jiān)固、優(yōu)雅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　17
1.6.2　外部表現(xiàn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的區(qū)分示例　17
1.6.3　抽象、分解與層次結(jié)構(gòu)　21
1.6.4　常見(jiàn)的設(shè)計(jì)對(duì)象及其外部表現(xiàn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)　23
1.6.5　設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)時(shí)區(qū)分外部表現(xiàn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)　24
1.6.6　設(shè)計(jì)模塊時(shí)區(qū)分外部表現(xiàn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)　25
1.6.7　設(shè)計(jì)類時(shí)區(qū)分外部表現(xiàn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)　29
1.6.8　設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)區(qū)分外部表現(xiàn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)　33
1.6.9　設(shè)計(jì)代碼時(shí)區(qū)分外部表現(xiàn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)　34
1.7　邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)　35
1.7.1　載體介質(zhì)及其匹配　35
1.7.2　區(qū)分邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)　35
1.7.3　設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)類型時(shí)邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)的失配　36
1.7.4　設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)的失配　37
1.7.5　設(shè)計(jì)面向?qū)ο髾C(jī)制時(shí)邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)的失配　37
1.7.6　設(shè)計(jì)模塊時(shí)邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)的失配　38
1.7.7　設(shè)計(jì)質(zhì)量時(shí)邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)的失配　38
1.8　軟件設(shè)計(jì)是持續(xù)決策的過(guò)程　39
1.8.1　設(shè)計(jì)結(jié)果與設(shè)計(jì)過(guò)程　39
1.8.2　決策的要素　39
1.8.3　設(shè)計(jì)是一個(gè)跳躍性過(guò)程，驗(yàn)證設(shè)計(jì)是一個(gè)推理過(guò)程　40
1.8.4　選擇一個(gè)可行答案，沒(méi)有唯一正確答案　40
1.8.5　設(shè)計(jì)決策有順序影響，而且影響不可逆　41
1.8.6　設(shè)計(jì)約束：是友非敵　41
1.9　工程與藝術(shù)　42
1.9.1　工程設(shè)計(jì)與藝術(shù)設(shè)計(jì)　42
1.9.2　理性主義與經(jīng)驗(yàn)主義　42
1.9.3　設(shè)計(jì)兼具科學(xué)性與藝術(shù)性　43
1.10　總結(jié)　43

第2章　程序設(shè)計(jì)　44
2.1　如何保證程序正確性　44
2.1.1　像設(shè)計(jì)硬件一樣設(shè)計(jì)軟件嗎　44
2.1.2　測(cè)試不能保證正確性　45
2.1.3　用程序設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)正確性　45
2.2　結(jié)構(gòu)化編程與功能正確性　46
2.2.1　使用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)—三種控制結(jié)構(gòu)　46
2.2.2　使用塊結(jié)構(gòu)組織復(fù)雜代碼　48
2.2.3　兼顧正確性與復(fù)雜度控制：函數(shù)/方法　54
2.3　數(shù)據(jù)抽象、類型與數(shù)據(jù)操作正確性　55
2.3.1　類型　55
2.3.2　結(jié)構(gòu)化類型：強(qiáng)正確性保證　56
2.3.3　非結(jié)構(gòu)化類型：弱正確性保證　57
2.3.4　復(fù)雜抽象數(shù)據(jù)類型（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）及其質(zhì)量　60
2.4　程序契約與正確性　62
2.4.1　前置條件與后置條件　62
2.4.2　不變量　63
2.4.3　程序契約的局限性　64
2.5　面向?qū)ο缶幊膛c可復(fù)用性　64
2.5.1　可復(fù)用性需要的出現(xiàn)　64
2.5.2　面向?qū)ο缶幊膛c可復(fù)用性　65
2.5.3　類和對(duì)象　65
2.5.4　封裝　68
2.5.5　繼承　71
2.5.6　多態(tài)　73
2.6　軟件構(gòu)造與更多代碼質(zhì)量　73
2.6.1　什么是軟件構(gòu)造　73
2.6.2　軟件構(gòu)造技術(shù)與代碼質(zhì)量　74
2.6.3　軟件構(gòu)造技術(shù)示例　75
2.7　總結(jié)　81

第3章　復(fù)雜軟件設(shè)計(jì)　82
3.1　控制更高的復(fù)雜度需要模塊　82
3.1.1　模塊　82
3.1.2　模塊分解質(zhì)量與模塊化、信息隱藏　83
3.2　模塊化　83
3.2.1　模塊分割的質(zhì)量考慮　83
3.2.2　理想中的模塊分割—完全獨(dú)立　83
3.2.3　現(xiàn)實(shí)中的模塊分割—低耦合、高內(nèi)聚　84
3.2.4　代碼組織及聯(lián)系方式分析　84
3.3　（結(jié)構(gòu)化）函數(shù)/方法之間的耦合　86
3.3.1　內(nèi)容耦合　86
3.3.2　公共耦合　88
3.3.3　控制耦合　90
3.3.4　印記耦合　92
3.3.5　數(shù)據(jù)耦合　95
3.3.6　隱式的耦合　97
3.3.7　函數(shù)/方法之間的耦合小結(jié)　100
3.4�。ńY(jié)構(gòu)化）函數(shù)/方法的內(nèi)聚　101
3.4.1　偶然內(nèi)聚　102
3.4.2　邏輯內(nèi)聚　102
3.4.3　時(shí)間內(nèi)聚　103
3.4.4　過(guò)程內(nèi)聚　104
3.4.5　通信內(nèi)聚　106
3.4.6　順序內(nèi)聚　107
3.4.7　功能內(nèi)聚　108
3.4.8　函數(shù)/方法的內(nèi)聚小結(jié)　110
3.5　（面向?qū)ο螅╊?對(duì)象之間的耦合　110
3.5.1　類/對(duì)象之間的耦合類型　110
3.5.2　方法之間的