软件构造与代码实现

17-18-软件构造和代码设计

软件构造定义：
通过编码，验证，单元测试，集成测试，和调试等工作的结合，生产可工作的，有意义的软件详细创建过程。简单说软件构造是以程序为主完成的综合性任务。

软件构造包含的活动

①详细设计；

②编程：软件构造的核心活动，目的是产生高质量代码程序。

③测试：

1.单元测试：对程序单元进行正确性检验

2.集成测试：对系统接口进行正确性检验 (集成测试策略：1.大爆炸集成；2.增量集成。增量集成又分为自顶向下、自底向上、持续集成。

④调试：1.重现问题；2.诊断缺陷；3.修复缺陷(一次只修复一个缺陷)。

⑤代码评审：由同行专家对代码的系统检查。

1.正式评审：多个同行专家召开评审会议。

2.轻量级评审：评阅者直接阅读计算机屏幕代码。

3.结对编程：两个程序员挨着坐在一起共同协作进行软件构造活动。

⑥集成与构建：将分散的程序基本单位集成和构建为构件，子系统和完整系统。

⑦构造管理：

1.构造计划。

2.度量（围绕源代码展开，包括：1.类与方法的复杂度，类和方法的代码行数和注释行数)

3.配置管理(相关制品：源代码基线；数据基线；可执行程序)。

软件构造的实践方法

重构（21）：修改软件系统的严谨方法，它在不改变代码的外部表现的情况下改进其内部结构。

重构的时机：①添加新功能时；②发现了缺陷进行修复时；③进行代码评审时。

测试驱动开发：编写代码之前，优先完成该段代码的测试代码，完成测试后，再编写代码程序，并在编写中重复执行代码程序以验证代码的正确性。

步骤：

编写测试代码，编译测试代码，编译无法通过

最小化编写正常代码，使测试代码通过编译

运行测试代码，测试用例失败

最小化修改正常代码，满足测试用例

运行测试代码，测试用例通过

重构正常代码

优点：①提高程序的正确性和可靠性；②提高设计质量；③提高生产力

结对编程：两个程序员挨坐在一起共同协作进行软件构造活动。分为Driver（驾驶员）负责代码编写和Observer（观察员）进行评审。每隔一段时间两个程序员的角色可以互换。

优点：提高程序质量，降低程序缺陷率，减少返工和修复成本。

程序代码质量：

易读性（最重要目标）；易维护型；可靠性；性能；安全性。

代码设计：（给定代码段示例，对其进行改进或者发现其中的问题）

易读性：

1）格式：缩进和对齐、将相关逻辑组织在一起、语句分行。

2）变量命名：惯例和规则。

3）注释：文档注释，内部注释。

易维护性：

1）小型任务：分解为多个高内聚、低耦合的小型任务。

2）封装复杂决策：使用布尔变量简化复杂决策，有意义的名称来封装决策，表驱动编程。

3）数据使用：变量与目的对应。

4）明确依赖关系。

可靠性：

1）契约型设计。

2）防御型编程。

使用辅助模型：

决策表、伪代码、流程图。

表驱动编程：

将复杂决策包装为决策表，根据决策表的信息进行编程，使程序变得清晰简单洁，只需维护表数据即可。

契约式设计（断言式设计）：

一个方法或函数，在前置条件满足的情况下执行，完成后后置条件满足，则该方法或函数就是正确的，可靠的。

异常方式：代码开始执行前检查前置条件是否满足，不满足抛出异常，执行结束后判断后置条件是否满足，不满足也抛出异常。

断言方式：

Java提供断言语句：assert(Expression1):(Expression2)。Expression1为布尔表达式，为true不抛出异常，为false抛出AssertionError：Expression2。

异常比断言灵活得多，可以用Java自定义异常。

防御式编程

当外界发生错误时，保护方法内部不受损害。会增加代码的复杂度，降低易读性和性能，但是增加了可靠性。

与契约式设计的异同：

同：都要检测输入参数的有效性；

异：防御性编程将所有与外界的交互（不仅是前置条件）都纳入防御范围，并且不检查输出和后置条件。

MockObject：本质上是一个简单的桩，用于代替测试的类，将测试的方法独立出来。

代码复杂度度量：

流程图中V(G)=E-N+2

N为节点数，E为边数。