设计
一些软件设计的原则
0转载自 http://coolshell.cn/articles/4535.html
作者 陈皓
以前本站向大家介绍过一些软件开发的原则,比如优质代码的十诫和Unix传奇(下篇)中所以说的UNIX的设计原则。相信大家从中能够从中学了解到一些设计原理方面的知识,正如我在《再谈“我是怎么招聘程序”》中所说的,一个好的程序员通常由其操作技能、知识水平,经验层力和能力四个方面组成。在这里想和大家说说设计中的一些原则,我认为这些东西属于长期经验总结出来的知识。这些原则,每一个程序员都应该了解。但是请不要教条主义,在使用的时候还是要多多考虑实际情况。其实,下面这些原则,不单单只是软件开发,可以推广到其它生产活动中,甚至我们的生活中。
Don’t Repeat Yourself (DRY)
DRY 是一个最简单的法则,也是最容易被理解的。但它也可能是最难被应用的(因为要做到这样,我们需要在泛型设计上做相当的努力,这并不是一件容易的事)。它意 味着,当我们在两个或多个地方的时候发现一些相似的代码的时候,我们需要把他们的共性抽象出来形一个唯一的新方法,并且改变现有的地方的代码让他们以一些 合适的参数调用这个新的方法。
参考:http://en.wikipedia.org/wiki/Don%27t_repeat_yourself
Keep It Simple, Stupid (KISS)
KISS原则在设计上可能最被推崇的,在家装设计,界面设计 ,操作设计上,复杂的东西越来越被众人所BS了,而简单的东西越来越被人所认可,比如这些UI的设计和我们中国网页(尤其是新浪的网页) 者是负面的例子。“宜家”(IKEA)简约、效率的家居设计、生产思路;“微软”(Microsoft)“所见即所得”的理念;“谷歌”(Google) 简约、直接的商业风格,无一例外的遵循了“kiss”原则,也正是“kiss”原则,成就了这些看似神奇的商业经典。而苹果公司的iPhone/iPad 将这个原则实践到了极至。
把一个事情搞复杂是一件简单的事,但要把一个复杂的事变简单,这是一件复杂的事。
参考:http://en.wikipedia.org/wiki/KISS_principle
Program to an interface, not an implementation
这是设计模式中最根本的哲学,注重接口,而不是实现,依赖接口,而不是实现。接口是抽象是稳定的,实现则是多种多样的。以后面我们会面向对象的SOLID原则中会提到我们的依赖倒置原则,就是这个原则的的另一种样子。还有一条原则叫 Composition over inheritance(喜欢组合而不是继承),这两条是那23个经典设计模式中的设计原则。
Command-Query Separation (CQS) – 命令-查询分离原则
- 查询:当一个方法返回一个值来回应一个问题的时候,它就具有查询的性质;
- 命令:当一个方法要改变对象的状态的时候,它就具有命令的性质;
通常,一个方法可能是纯的Command模式或者是纯的Query模式,或者是两者的混合体。在设计接口时,如果可能,应该尽量使接口单一化,保证 方法的行为严格的是命令或者是查询,这样查询方法不会改变对象的状态,没有副作用,而会改变对象的状态的方法不可能有返回值。也就是说:如果我们要问一个 问题,那么就不应该影响到它的答案。实际应用,要视具体情况而定,语义的清晰性和使用的简单性之间需要权衡。将Command和Query功能合并入一个 方法,方便了客户的使用,但是,降低了清晰性,而且,可能不便于基于断言的程序设计并且需要一个变量来保存查询结果。
在系统设计中,很多系统也是以这样原则设计的,查询的功能和命令功能的系统分离,这样有则于系统性能,也有利于系统的安全性。
参考:http://en.wikipedia.org/wiki/Command-query_separation
You Ain’t Gonna Need It (YAGNI)
这个原则简而言之为——只考虑和设计必须的功能,避免过度设计。只实现目前需要的功能,在以后您需要更多功能时,可以再进行添加。
- 如无必要,勿增复杂性。
- 软件开发先是一场沟通博弈。
以前本站有一篇关于过度重构的文章,这个示例就是这个原则的反例。而,WebSphere的设计者就表示过他过度设计了这个产品。我们的程序员或是架构师在设计系统的时候,会考虑很多扩展性的东西,导致在架构与设计方面使用了大量折衷,最后导致项目失败。这是个令人感到讽刺的教训,因为本来希望尽可能延长项目的生命周期,结果反而缩短了生命周期。
参考:http://en.wikipedia.org/wiki/You_Ain%27t_Gonna_Need_It
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C语言嵌入式系统编程修炼之二:软件架构篇
0作者:宋宝华 来源:天极网
朱文昊按语: 最近读到的一篇文章,收藏并作为一篇程序员修炼之路专辑中的一篇文章.
模块划分
模块划分的”划”是规划的意思,意指怎样合理的将一个很大的软件划分为一系列功能独立的部分合作完成系统的需求。C语言作为一种结构化的程序设计语言,在模块的划分上主要依据功能(依功能进行划分在面向对象设计中成为一个错误,牛顿定律遇到了相对论),C语言模块化程序设计需理解如下概念:
(1) 模块即是一个.c文件和一个.h文件的结合,头文件(.h)中是对于该模块接口的声明;
(2) 某模块提供给其它模块调用的外部函数及数据需在.h中文件中冠以extern关键字声明;
(3) 模块内的函数和全局变量需在.c文件开头冠以static关键字声明;
(4) 永远不要在.h文件中定义变量!定义变量和声明变量的区别在于定义会产生内存分配的操作,是汇编阶段的概念;而声明则只是告诉包含该声明的模块在连接阶段从其它模块寻找外部函数和变量。如:
| /*module1.h*/ int a = 5; /* 在模块1的.h文件中定义int a */ /*module1 .c*/ /*module2 .c*/ /*module3 .c*/ |
以上程序的结果是在模块1、2、3中都定义了整型变量a,a在不同的模块中对应不同的地址单元,这个世界上从来不需要这样的程序。正确的做法是:
| /*module1.h*/ extern int a; /* 在模块1的.h文件中声明int a */ /*module1 .c*/ /*module2 .c*/ /*module3 .c*/ |
这样如果模块1、2、3操作a的话,对应的是同一片内存单元。
一个嵌入式系统通常包括两类模块:
(1)硬件驱动模块,一种特定硬件对应一个模块;
(2)软件功能模块,其模块的划分应满足低偶合、高内聚的要求。
多任务还是单任务
所谓”单任务系统”是指该系统不能支持多任务并发操作,宏观串行地执行一个任务。而多任务系统则可以宏观并行(微观上可能串行)地”同时”执行多个任务。
多任务的并发执行通常依赖于一个多任务操作系统(OS),多任务OS的核心是系统调度器,它使用任务控制块(TCB)来管理任务调度功能。TCB包括任务的当前状态、优先级、要等待的事件或资源、任务程序码的起始地址、初始堆栈指针等信息。调度器在任务被激活时,要用到这些信息。此外,TCB还被用来存放任务的”上下文”(context)。任务的上下文就是当一个执行中的任务被停止时,所要保存的所有信息。通常,上下文就是计算机当前的状态,也即各个寄存器的内容。当发生任务切换时,当前运行的任务的上下文被存入TCB,并将要被执行的任务的上下文从它的TCB中取出,放入各个寄存器中。
嵌入式多任务OS的典型例子有Vxworks、ucLinux等。嵌入式OS并非遥不可及的神坛之物,我们可以用不到1000行代码实现一个针对80186处理器的功能最简单的OS内核,作者正准备进行此项工作,希望能将心得贡献给大家。
究竟选择多任务还是单任务方式,依赖于软件的体系是否庞大。例如,绝大多数手机程序都是多任务的,但也有一些小灵通的协议栈是单任务的,没有操作系统,它们的主程序轮流调用各个软件模块的处理程序,模拟多任务环境。