软件构造学习笔记第五章——设计规约[通俗易懂]

目录

1.什么是规约

2.行为等价性

3.确定的规约vs非确定的规约

3.1确定的规约

3.2非确定的规约

4.声明式规约vs操作式规约

4.1声明式规约

4.2操作式规约

5.规约的组成

5.1前置条件

5.2后置条件

5.3例子

6.规约应该展示的内容

7.设计规约

7.1规约的强弱

7.2图画规约

7.3设计一个好的规约

7.4一般的约定

1.什么是规约

规约包括方法的注释和方法名和参数等，不包括方法的实现体（方法块内的注释不算）。

规约就是注释，不能被编译器检测（×）

方法部分还是能被编译器静态检测出来的。

规约只讲“能做什么”，不讲“怎么实现”。

2.行为等价性

        站在用户的角度看方法是否等价，而不是从实现的方式，只要同时能满足用户的需求，则等价。

3.确定的规约vs非确定的规约

3.1确定的规约

        对于同一输入，返回的是确定的值。

3.2非确定的规约

        对于同一输入，返回的不是确定的值。

        val可能出现多次，它也没说明是从左往右找还是从右往左找，或者也可能是根据随机来选择从左或从右开始找，因此对同一输入可能会返回不同的值 。

4.声明式规约vs操作式规约

4.1声明式规约

        声明性规约没有给出中间步骤的细节。相反，它们只是给出最终结果的属性，以及它与初始状态的关系。

4.2操作式规约

        操作式规约（用伪代码或者笔述）给出了方法的实现大致思路，例如告诉客户这个数组是从左往右遍历的。

5.规约的组成

5.1前置条件

        对客户端的约束，在使用方法时必须满足的条件。包括方法声明满足的参数条件和require中的条件。例如，方法声明中的参数输入必须是整数和数组，require要求改整数必须大于等于0，该整数必须在数组中出现且仅出现一次。

5.2后置条件

        对开发端的约束，在方法结束时必须满足的条件。包括返回值的类型必须要正确和effect中的条件。例如，返回值必须是整数，effect中要求出错时要抛出异常。

5.3例子

错误的例子：

        如果会对输入的参数进行改变的，那么一定要写入规约中，一般除非后置条件里声明，否则不应该改变输入的参数：

6.规约应该展示的内容

        一个规约可以涉及方法的输入参数和返回值，但是不能涉及方法的局部变量或者类的私有属性或者实现细节。

7.设计规约

7.1规约的强弱

        有两个规约S1、S2，如果S1的前置条件更弱且后置条件更强，则说明S1的规约比S2的规约要强（条件越弱说明越容易满足）。如下例：

以下情况不可比较：

一个规约很强意味着什么：

        ①更少的实现能满足它（因为规约变强了，那么实现它也越难）

        ②更多的客户可以使用它

7.2图画规约

        下图中每一个点代表一个方法的实现，每一个椭圆代表一种规约限定的范围（圆越小，规约越强），即点若处在椭圆内，则该方法满足这个规约。

        如上图，findFirst和findLast和findOneOrMore满足同一规约，程序员可以任意选择其中一个来实现，客户端无需了解具体使用了哪个实现。

        更强的规约需要（相对而言）更小的面积的椭圆来表示，具有更强规约的方法除以更内层因为它可以满足的规约更多。

7.3设计一个好的规约

（1）内聚性

        即设计的规约功能单一，简单，易理解。下面是反例，有两个功能，应拆分成两个方法来实现。

（2） 强壮性

        即需要告知用户这个方法在一般和特殊情况时会怎么处理，参数会怎么变化，返回值会怎么变化。以下这个例子只是说明了遇到null会抛出异常，但没有说明list1和list2会如何变化。 

 （3）规约可以适当弱一些

（4）使用抽象数据类型

        使用抽象数据类型而不是具体的数据类型。

（5）是否使用前置条件

        如果使用，则方便了程序员，限制了用户；如果不使用，则为难了程序员，方便了用户。需要根据代价掂量。例如，假如一个方法需要的前置条件是输入参数是一个递增的数组，如果不写该前置条件，则在方法里进行check的代价太大了，还是写的好。

（6）明确性

        方法调用的返回应该是一个明确的结果。如下例：

        这个规约设计不好，原因是当返回值为NULL时，无法确定是因为存在一个键值对应NULL还是不存在而返回NULL。 

7.4一般的约定

       ① 除非规约中有明确声明在输入参数和返回参数允许使用NULL，一般的方法和类的设计是不允许出现NULL作为输入和返回的（如果设计方法和类时允许出现NULL，则必须在规约中显式地声明）。

       ②除非规约中有明确声明在输入参数和返回参数补允许使用空串，一般的方法和类的设计是允许出现空串作为输入和返回的（如果设计方法和类时不允许出现空串，则必须在规约中显式地声明）。

       ③如果规约中不明确地声明可能会出现异常，一般是默认不会出现异常。倘若设计方法或者类时会出现异常，那么就需要在规约中以@throws的形式写出来。

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