《軟件工程與項(xiàng)目管理》第4章軟件設(shè)計(jì)

軟件工程與項(xiàng)目管理第4章：軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是軟件開(kāi)發(fā)中非常重要的環(huán)節(jié)，本章將介紹軟件設(shè)計(jì)的定義、重要性、原則、目標(biāo)和步驟，以及常見(jiàn)的軟件設(shè)計(jì)模式，幫助讀者更好地進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)的定義和重要性1定義軟件設(shè)計(jì)是指在軟件開(kāi)發(fā)的前期，通過(guò)對(duì)需求分析和系統(tǒng)架構(gòu)的綜合考慮，確定系統(tǒng)的組成部分、模塊間的接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法等必要的參數(shù)，創(chuàng)建一個(gè)滿足用戶需求、易于維護(hù)的高質(zhì)量的軟件系統(tǒng)。2重要性良好的軟件設(shè)計(jì)可以提高軟件的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、可重用性和可靠性，減少軟件開(kāi)發(fā)中的重復(fù)勞動(dòng)和錯(cuò)誤，降低軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的成本，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高軟件開(kāi)發(fā)的成功率。軟件設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)原則開(kāi)閉原則單一職責(zé)原則替換原則目標(biāo)高內(nèi)聚性低耦合性模塊化實(shí)踐設(shè)計(jì)模式重構(gòu)代碼復(fù)審軟件設(shè)計(jì)的基本概念1抽象高層單元把它們內(nèi)部的復(fù)雜性隱藏在黑盒子里，對(duì)外暴露出簡(jiǎn)單的接口。2封裝把數(shù)據(jù)和處理它的過(guò)程包裝在一起，避免對(duì)外部的干擾并保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性。3繼承子類(lèi)繼承父類(lèi)的屬性和方法，減少代碼重復(fù)，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。4多態(tài)同一方法可以在不同的對(duì)象中有不同的行為，提高代碼的靈活性和可擴(kuò)展性。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)用對(duì)象來(lái)描述系統(tǒng)，以支持抽象、封裝、繼承和多態(tài)等特性，是當(dāng)前主流的設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以模塊化的方式劃分系統(tǒng)，模塊間逐層嵌套，是一種由下而上的設(shè)計(jì)方法。軟件設(shè)計(jì)過(guò)程的步驟和方法1需求分析確定系統(tǒng)所需要完成的功能和性能要求。2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和模塊之間的關(guān)系，制定適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。3詳細(xì)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)架構(gòu)和模塊接口的基礎(chǔ)上，詳細(xì)描述模塊內(nèi)的設(shè)計(jì)方案。4編碼實(shí)現(xiàn)把設(shè)計(jì)文檔轉(zhuǎn)化為實(shí)際的程序代碼。常見(jiàn)的軟件設(shè)計(jì)模式工廠模式根據(jù)參數(shù)來(lái)創(chuàng)建不同的對(duì)象實(shí)例。適配器模式將一個(gè)類(lèi)的接口轉(zhuǎn)換為客戶端所需要的另一個(gè)接口。裝飾器模式動(dòng)態(tài)給一個(gè)對(duì)象添加額外的職責(zé)。觀察者模式當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，會(huì)自動(dòng)通知其他對(duì)象。軟件設(shè)計(jì)的實(shí)踐技巧和注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)模式應(yīng)用設(shè)計(jì)模式可以降低代碼的復(fù)雜度，提高代碼的可復(fù)用性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。重構(gòu)經(jīng)常進(jìn)行代碼重構(gòu)可以去除代碼中的壞味道，增強(qiáng)代碼的可讀性、可維