软件复杂性简洁之道设计原则篇

作者：聂晓龙

前言

软件之所以这么有魔力这么繁荣，在于软件的灵活性，也正因为软件的灵活性导致了软件的复杂性。绳子灵活而方便，它能度无死角花样系东西，但有时为了解开它，相信也没少让你烦心过。

Wecallit‘soft’becausewecanchangeitandreshapeiteasily.---MichaelJ.Hicks

从我们学会什么是int什么是long时，老师就教会我们什么时候该用int什么时候适合用long。当我们知道什么是面向对象时，我们就一并了解到了抽象、封装、继承和多态。似乎我们在学习如何编写软件的同时，我们就一直伴随着如何设计软件。

那为什么我们要设计软件？软件设计的最大目标，就是降低复杂性。那什么又叫复杂性？

"Complexityisanythingthatmakessoftwarehardtounderstandortomodify."

---JohnOusterhout《APhilosophyofSoftwareDesign》

译：所谓复杂性，就是任何使得软件难于理解和修改的因素。

面向过程就可以实现所有的软件需求，但我们依然又衍生出了面向对象。软件设计囊括很多，命名、函数、规范、建模、设计模式、设计原则等等，这里我们重点聊一聊设计原则在降低复杂性上是如何表现的。

复杂性来源

斯坦福的Ousterhout教授指出，复杂性的来源主要有两个：代码的含义模糊和互相依赖。

或者我们可以用这2个词来表示Ousterhout教授的理念，那就是createdspread。

复杂性不仅在于它本身复杂，并且还会递增。如果做错了一个决定，导致后面的代码都基于前面的错误实现，只会越来越复杂。

复杂性治理

找出易变化的部分，合理抽象。用抽象构建框架、用实现扩展细节。

SRP单一职责

单一职责原则基于康威定律推论，核心思想是每个软件模块有且只有一个被更改的理由。职责过多，引起它变化的原因就越多，将导致责任依赖增加耦合性

用户信息需要新增“爱好”，UserInfomation负责处理。

数据的信息转换与拼装逻辑，UserAssembler职责所在。

当我们需要调整用户的隐私数据，Privacy能帮到我们。

单一职责让我们在应对变化时更从容，将复杂进行拆解，修改一个功能时，也可以显著降低对其他功能的影响。

但“单一”其实也有着各种各样的争议，何谓“单一”？Privacy.clear叫单一吗，它专门负责隐私数据的去除，但或许隐私数据的去除又分很多种：个人信息、公司信息、行为信息。那我们再分为Privacy.Personal.clear？如同抽象一样，极度抽象=没有抽象。“单一”也要按我们所面临的需求与场景来看，软件工程没有银弹。

OCP开闭原则

对扩展开放，对修改关闭。如果有新的需求和变化可以对现有代码进行扩展，以适应新的情况.而不是对原有代码进行修改。

记得老师给我们上的第一堂课就这么讲过，“软件工程的世界里，不存在没有bug的程序。修复旧bug的同时，就有引入新bug的可能”。“为什么这个会有问题，我这几天都没怎么动它”，我们在日常生活中就有这样的概念，没碰的东西，出问题的概率应该会很小。开闭原则也是如此。

在软件的生命周期内，因为变化，升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改，可能会给旧代码引入错误，也有可能会使我们不得不对整个功能进行重构，并且需要原有代码经过重新测试。解决方案就是：当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现。

装饰者模式，策略模式等都很好的遵循了开闭原则。开闭原则的核心是通过合理的抽象，利用面向对象的多态特性，来完成对扩展开放，对修改关闭。而何时进行抽象、何时不需要抽象、如何抽象也是一个见仁见智的过程，不存在绝对的方法论。

LSP里氏替换原则

所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。由BarbaraLiskov在年在一次会议上名为“数据的抽象与层次”的演说中首先提出。

有了抽象就一定对应着具象，抽象与具象则是继承与派生的关系。我们知道继承有很多好处，它帮我们提高了代码的复用性，但继承也是侵入的，继承意味着必须拥有父类的所有属性和方法，降低了代码的灵活性，有时会形成对子类的一种约束。不合理的继承与派生关系，不仅没有解决复杂性，反而可能会无端增加新的复杂性。

现在有一个方法birdLetGo，统一处理鸟儿去北京的行为

很明显，这里birdLetGo的代码违反了开闭原则，代码中会充斥着各种instanceof。开闭原则的核心是基于多态、基于抽象，而里氏替换原则保障了这一点“所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象”。如果我们不能基于多态来构建我们的架构，那我们将没有架构，而父类此时如果不能安全放心的替换起子类，那我们的多态也将毫无意义。LSP是使OCP成为可能的主要原则之一，正是因为子类的可替换性，才使得父类模块无须修改的情况就得以扩展。

复杂性隔离

说完复杂性治理，我们再谈谈复杂性隔离。既然我们都将复杂性治理了，为什么还存在隔离一说？用户在使用