軟件工程導(dǎo)論第11章軟件重用

第11章軟件重用退出

重用(reuse)也稱為再用或復(fù)用，是指同一事物不做修改或稍加改動(dòng)就多次重復(fù)使用。軟件重用的優(yōu)點(diǎn)：(1)提高軟件生產(chǎn)率，降低軟件生產(chǎn)代價(jià)；(2)提高軟件質(zhì)量；(3)互操作性好；(4)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化；(5)支持原型開發(fā)。軟件復(fù)用用就是將將已有的的軟件成成分用于于構(gòu)造新新的軟件件系統(tǒng)，，以達(dá)到到提高軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)的開發(fā)發(fā)質(zhì)量與與效率，，降低開開發(fā)成本本的目的的?？蓮?fù)用的的軟件成成分，也也稱為可可復(fù)用構(gòu)構(gòu)件(ReusableComponent)可從舊軟軟件中提提取，也也可以專專門為復(fù)復(fù)用而開開發(fā)。軟件復(fù)用用不僅是是對(duì)程序序的復(fù)用用，它包包括對(duì)軟軟件生產(chǎn)產(chǎn)過程中中任何活活動(dòng)所產(chǎn)產(chǎn)生的制制成品的的復(fù)用。。如：項(xiàng)項(xiàng)目計(jì)劃劃、可行行性報(bào)告告、需求求定義、、分析模模型、詳詳細(xì)說明明、源程程序和測(cè)測(cè)試用例例等等。。軟件生產(chǎn)產(chǎn)過程主主要是正正向過程程,即軟件產(chǎn)產(chǎn)品從抽抽象級(jí)別別較高的的形態(tài)向向抽象級(jí)級(jí)別較低低的形態(tài)態(tài)演化,所以較高高級(jí)別的的復(fù)用容容易帶動(dòng)動(dòng)較低級(jí)級(jí)別的復(fù)復(fù)用,反之則不不然。復(fù)用級(jí)別別越高，，可得到到的回報(bào)報(bào)也越大大，因此此分析軟軟件(AnalysisWare)和設(shè)計(jì)軟軟件(DesignWare))的復(fù)用備備受重視視。軟件復(fù)用用的形式式一、按照照重用活活動(dòng)所跨跨越的應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域的類型型分1.橫向復(fù)用用（horizontalreuse）也稱為水水平復(fù)用用，是指指復(fù)用活活動(dòng)的范范圍跨越越了幾個(gè)個(gè)不同的的應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域，復(fù)復(fù)用的軟軟件產(chǎn)品品主要包包括數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)、、通用算算法、人人機(jī)界面面等軟件件元素。。2.縱向復(fù)用用（verticalreuse）也稱為垂垂直復(fù)用用，是指指復(fù)用活活動(dòng)的范范圍限制制在同一一個(gè)應(yīng)用用領(lǐng)域或或者是一一類具有有較多共共性的應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域內(nèi)。二、基于于軟件復(fù)復(fù)用的軟軟件開發(fā)發(fā)過程的的角度分分１.生產(chǎn)者復(fù)復(fù)用(productreuse)指建立、、獲取或或者重新新設(shè)計(jì)可可復(fù)用構(gòu)構(gòu)件的活活動(dòng)。涉涉及到的的活動(dòng)包包括：復(fù)復(fù)用的規(guī)規(guī)劃、領(lǐng)領(lǐng)域分析析、構(gòu)件件的開發(fā)發(fā)、構(gòu)件件庫的組組織和管管理。２.消費(fèi)者復(fù)復(fù)用(consumerreuse))指使用可可復(fù)用的的構(gòu)件建建立新的的系統(tǒng)的的活動(dòng)。。涉及到到的活動(dòng)動(dòng)包括：：應(yīng)用系系統(tǒng)的規(guī)規(guī)劃、構(gòu)構(gòu)件的檢檢索和選選擇、應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)中非復(fù)復(fù)用部分分的開發(fā)發(fā)、應(yīng)用用系統(tǒng)的的組裝。。建立構(gòu)件組裝應(yīng)用

生產(chǎn)者復(fù)用消費(fèi)者復(fù)用（為復(fù)用開發(fā)構(gòu)件）（使用構(gòu)件開發(fā)應(yīng)用）生產(chǎn)者復(fù)用與消費(fèi)者復(fù)用復(fù)用具有有許多明明顯的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，目目前應(yīng)用用不廣泛泛的主要要原因是是：(1)技術(shù)因素素構(gòu)件與應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)之間的的差異；；構(gòu)件要達(dá)達(dá)到一定定的規(guī)模模，才能能支持有有效的復(fù)復(fù)用；發(fā)現(xiàn)合用用構(gòu)件的的困難；；基于復(fù)用用的軟件件開發(fā)方方法和軟軟件過程程需要一一些新的的理論、、技術(shù)及及支持環(huán)環(huán)境。軟件復(fù)用的困困難(2)人的因素素喜歡自己己創(chuàng)造而而不喜歡歡使用別別人的東東西。(3)管理因素素把復(fù)用構(gòu)構(gòu)件和一一般軟件件構(gòu)件同同等看待待，把復(fù)復(fù)用看作作可有可可無的事事。(4)教育因素素軟件科學(xué)學(xué)技術(shù)的的教育與與培訓(xùn)中中，缺乏乏關(guān)于軟軟件復(fù)用用的內(nèi)容容，缺少少專門教教材和課課程。軟件復(fù)用的困困難11.1可可重用的的軟件成成分11.2軟軟件重用用過程11.3領(lǐng)領(lǐng)域工程程11.4開開發(fā)可重重用的構(gòu)構(gòu)件11.5分分類和檢檢索構(gòu)件件11.6軟軟件重用用的效益益11.7小小結(jié)11.1可可重用的的軟件成成分廣義地說說，軟件件重用可可劃分成成以下三三個(gè)層次次：①知知識(shí)重用用(例如，軟軟件工程程知識(shí)的的重用)；②方法法和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的重用用(例如，面面向?qū)ο笙蠓椒ɑ蚧驀覙?biāo)標(biāo)準(zhǔn)局制制定的軟軟件開發(fā)發(fā)規(guī)范或或某些國國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的重用用)；③軟件件成分的的重用。。本章僅僅討論軟軟件成分分的重用用問題。。代碼的復(fù)用設(shè)計(jì)結(jié)果的復(fù)用分析結(jié)果的復(fù)用測(cè)試信息的復(fù)用

高抽象程度

低包括目標(biāo)標(biāo)代碼，，也包括括文本形形式的源源代碼。。受實(shí)際環(huán)環(huán)境影響響小，可可復(fù)用機(jī)機(jī)會(huì)多，，所需修修改少。。可被復(fù)用用的分析析結(jié)果是是針對(duì)問問題域的的某些事事物或某某些問題題的抽象象程度更更高的解解法。主要包括括測(cè)試用用例（testcase）的復(fù)用和和測(cè)試過過程信息息的復(fù)用用。三種方式式復(fù)用：：從現(xiàn)有系系統(tǒng)的分分析結(jié)果果中提取取可復(fù)用用構(gòu)件用用于新系系統(tǒng)的分分析；用一份完完整的分分析文檔檔作為輸輸入，成成生針對(duì)對(duì)不通軟軟硬件平平臺(tái)和其其它實(shí)現(xiàn)現(xiàn)條件的的多項(xiàng)設(shè)設(shè)計(jì)；獨(dú)立于具具體應(yīng)用用，專門門開發(fā)一一些可復(fù)復(fù)用的分分析構(gòu)件件。軟件成分分的重用用可以進(jìn)進(jìn)一步劃劃分成以以下三個(gè)個(gè)級(jí)別。。(1)代碼重用用(2)設(shè)計(jì)結(jié)果果重用設(shè)計(jì)結(jié)果果重用指指的是，，重用某某個(gè)軟件件系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)模模型(即求解域域模型)。這個(gè)級(jí)級(jí)別的重重用有助助于把一一個(gè)應(yīng)用用系統(tǒng)移移植到完完全不同同的軟/硬件平臺(tái)臺(tái)上。(3)分析結(jié)果果重用這是一種種更高級(jí)級(jí)別的重重用，即即重用某某個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)的分析析模型。。這種重重用特別別適用于于用戶需需求未改改變，但但系統(tǒng)體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)生了了根本變變化的場(chǎng)場(chǎng)合。更具體體地說，，可能被被重用的的軟件成成分主要要有以下下10種?！ろ?xiàng)目計(jì)劃劃。軟件件項(xiàng)目計(jì)計(jì)劃的基基本結(jié)構(gòu)構(gòu)和許多多內(nèi)容(例如，SQA計(jì)劃)都是可以以跨項(xiàng)目目重用的的。這樣樣做減少少了用于于制定計(jì)計(jì)劃的時(shí)時(shí)間，也也降低了了與建立立進(jìn)度表表和進(jìn)行行風(fēng)險(xiǎn)分分析等活活動(dòng)相關(guān)關(guān)聯(lián)的不不確定性性?！こ杀竟烙?jì)計(jì)。因?yàn)闉樵诓煌?xiàng)目中中經(jīng)常含含有類似似的功能能，所以以有可能能在只做做極少修修改或根根本不做做修改的的情況下下，重用用對(duì)該功功能的成成本估計(jì)計(jì)結(jié)果。?！んw系結(jié)構(gòu)構(gòu)。即使使在考慮慮不同的的應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域時(shí)，，也很少少有截然然不同的的程序和和數(shù)據(jù)體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)。因此此，有可可能創(chuàng)建建一組類類屬的體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)模板(例如，事事務(wù)處理理體系結(jié)結(jié)構(gòu))，并把那那些模板板作為可可重用的的設(shè)計(jì)框框架?！ば枨竽Ｐ托秃鸵?guī)格格說明。。類和對(duì)對(duì)象的模模型及規(guī)規(guī)格說明明是明顯顯的重用用的候選選者，此此外，用用傳統(tǒng)軟軟件工程程方法開開發(fā)的分分析模型型(例如，數(shù)數(shù)據(jù)流圖圖)，也是可可重用的的。·設(shè)計(jì)。用用傳統(tǒng)方方法開發(fā)發(fā)的體系系結(jié)構(gòu)、、數(shù)據(jù)、、接口和和過程設(shè)設(shè)計(jì)結(jié)果果，是重重用的候候選者，，更常見見的是，，系統(tǒng)和和對(duì)象設(shè)設(shè)計(jì)是可可重用的的。·源代碼。。用兼容容的程序序設(shè)計(jì)語語言書寫寫的、經(jīng)經(jīng)過驗(yàn)證證的程序序構(gòu)件，，是重用用的候選選者?！び脩粑臋n檔和技術(shù)術(shù)文檔。。即使針針對(duì)的應(yīng)應(yīng)用是不不同的，，也經(jīng)常常有可能能重用用用戶文檔檔和技術(shù)術(shù)文檔的的大部分分?！び脩艚缑婷妗＿@可可能是最最廣泛被被重用的的軟件成成分，GUI((圖形用戶戶界面)軟件經(jīng)常常被重用用。因?yàn)闉樗烧颊嫉揭粋€(gè)個(gè)應(yīng)用程程序的60%代碼量，，因此，，重用的的效果非非常顯著著?！?shù)據(jù)。在在大多數(shù)數(shù)經(jīng)常被被重用的的軟件成成分中，，被重用用的數(shù)據(jù)據(jù)包括：：內(nèi)部表表、列表表和記錄錄結(jié)構(gòu)，，以及文文件和完完整的數(shù)數(shù)據(jù)庫。?！y(cè)試用例例。一旦旦設(shè)計(jì)或或代碼構(gòu)構(gòu)件將被被重用，，相關(guān)的的測(cè)試用用例應(yīng)該該“附屬屬于”它它們。11.2軟件重用用過程11.2.1構(gòu)件組裝裝模型“重用””應(yīng)該是是每個(gè)軟軟件過程程的一個(gè)個(gè)不可缺缺少的組組成部分分。圖11.1所示的構(gòu)構(gòu)件組裝裝模型，，舉例說說明了怎怎樣把一一個(gè)可重重用的軟軟件構(gòu)件件庫集成成到典型型的演化化過程模模型中。。圖11.1構(gòu)件組裝裝模型11.2.2類構(gòu)件利用面向向?qū)ο蠹技夹g(shù)，可可以比較較方便、、有效地地實(shí)現(xiàn)軟軟件重用用。面向向?qū)ο蠹技夹g(shù)中的的“類””，是比比較理想想的可重重用的軟軟構(gòu)件，，不妨稱稱之為類類構(gòu)件，，在上一一小節(jié)中中講述的的構(gòu)件組組裝模型型，就是是利用類類構(gòu)件來來構(gòu)造應(yīng)應(yīng)用程序序。1.可重用的的軟構(gòu)件件應(yīng)具備備的特點(diǎn)點(diǎn)(1)模塊獨(dú)立立性強(qiáng)(2)具有高度度可塑性性(3)接口清晰晰、簡明明、可靠靠2.類構(gòu)件的的重用方方式(1)實(shí)例重用用(2)繼承重用用面向?qū)ο笙蠓椒ㄌ靥赜械睦^繼承性，，提供了了一種對(duì)對(duì)已有的的類構(gòu)件件進(jìn)行裁裁剪的機(jī)機(jī)制。當(dāng)當(dāng)已有的的類構(gòu)件件不能通通過實(shí)例例重用完完全滿足足當(dāng)前系系統(tǒng)需求求時(shí)，繼繼承重用用提供了了一種安安全地修修改已有有類構(gòu)件件，以便便在當(dāng)前前系統(tǒng)中中重用的的手段(3)多態(tài)重用用利用多態(tài)態(tài)性不僅僅可以使使對(duì)象的的對(duì)外接接口更加加一般化化(基類與派派生類的的許多對(duì)對(duì)外接口口是相同同的)，從而降降低了消消息連接接的復(fù)雜雜程度，，而且還還提供了了一種簡簡便可靠靠的軟構(gòu)構(gòu)件組合合機(jī)制，，系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行時(shí)，，根據(jù)接接收消息息的對(duì)象象類型，，由多態(tài)態(tài)性機(jī)制制啟動(dòng)正正確的方方法，去去響應(yīng)一一個(gè)一般般化的消消息，從從而簡化化了消息息界面和和軟構(gòu)件件連接過過程。11.2.3重用過程程模型為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)軟件重重用，已已經(jīng)提出出了許多多過程模模型，這這些模型型都強(qiáng)調(diào)調(diào)領(lǐng)域工工程與軟軟件工程程同時(shí)進(jìn)進(jìn)行。領(lǐng)領(lǐng)域工程程完成一一系列工工作，以以建立一一組可以以被軟件件工程師師重用的的軟件成成分。圖11.2給出了一一個(gè)典型型的明顯顯適用于于重用的的過程模模型。領(lǐng)領(lǐng)域工程程創(chuàng)建應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域的模型型，在軟軟件工程程流中使使用該模模型作為為分析用用戶需求求的基礎(chǔ)礎(chǔ)。軟件件體系結(jié)結(jié)構(gòu)及相相應(yīng)的結(jié)結(jié)構(gòu)點(diǎn)(見11.3.3節(jié))為應(yīng)用系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計(jì)提供供了輸入入信息。。最后，，在可重重用的軟軟件成分分作為領(lǐng)領(lǐng)域工程程的一部部分被構(gòu)構(gòu)造出來來之后，，它們可可以在軟軟件開發(fā)發(fā)活動(dòng)中中被軟件件工程師師使用。。圖11.2一個(gè)強(qiáng)調(diào)調(diào)重用的的過程模型11.3領(lǐng)領(lǐng)域工程程領(lǐng)域工程程的目的的是，標(biāo)標(biāo)識(shí)、構(gòu)構(gòu)造、分分類和傳傳播一組組軟件成成分，在在特定的的應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域中這這些軟件件成分可可適用于于現(xiàn)有的的和未來來的軟件件系統(tǒng)。。其總體體目標(biāo)是是，建立立相應(yīng)的的機(jī)制，，使得軟軟件工程程師可以以在新的的或現(xiàn)有有的系統(tǒng)統(tǒng)中分享享這些軟軟件成分分——重用它們們。領(lǐng)域工程程包括三三個(gè)主要要的活動(dòng)動(dòng)，它們們是分析析、構(gòu)造造和傳播播。圖２領(lǐng)域分析設(shè)計(jì)軟件體系結(jié)構(gòu)開發(fā)可重用的軟件成分中心庫可重用軟件成分／構(gòu)件領(lǐng)域模型結(jié)構(gòu)模型系統(tǒng)分析規(guī)格說明與設(shè)計(jì)建造系統(tǒng)規(guī)格說明分析與設(shè)計(jì)模型應(yīng)用軟件用戶需求軟件工程領(lǐng)域工程重用的過過程模型型典型的重重用的過過程模型型，描述述了領(lǐng)域域工程與與軟件工工程的關(guān)關(guān)系。11.3.1分析過程程領(lǐng)域分析析過程基基本上由由下述步步驟組成成。·定義被研研究的領(lǐng)領(lǐng)域?！ぐ褟脑擃I(lǐng)領(lǐng)域中抽抽取出來來的項(xiàng)分分類?！な占擃I(lǐng)領(lǐng)域中有有代表性性的應(yīng)用用樣本。?！し治雒總€(gè)個(gè)應(yīng)用樣樣本?！ら_發(fā)對(duì)象象的分析析模型。。領(lǐng)域分析析是對(duì)特特定應(yīng)用用領(lǐng)域中中共同的的特征、、知識(shí)、、需求的的標(biāo)識(shí)、、分析和和規(guī)約。。領(lǐng)域分分析是特特定領(lǐng)域域內(nèi)軟件件重用的的基礎(chǔ)，，它的目目標(biāo)就是是：發(fā)現(xiàn)現(xiàn)和挖掘掘在特定定領(lǐng)域內(nèi)內(nèi)可以被被復(fù)用的的構(gòu)件。。領(lǐng)域分分析活動(dòng)動(dòng)中輸入入和輸出出如圖所所示：領(lǐng)域分析析輸入信息息技術(shù)文獻(xiàn)獻(xiàn)已有應(yīng)用用專家經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)/建議當(dāng)前與未未來的需需求輸出信息息領(lǐng)域語言言復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)分類方法法功能/行行為模型型領(lǐng)域分析析的輸入入和輸出出領(lǐng)域分析析(DomainAnalysis)是對(duì)一類類應(yīng)用系系統(tǒng)的共共同應(yīng)用用領(lǐng)域進(jìn)進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)化分析析,以發(fā)現(xiàn)該該領(lǐng)域的的共同知知識(shí)、需需求及其其應(yīng)用系系統(tǒng)的共共同特征征。領(lǐng)域分析析又稱領(lǐng)領(lǐng)域工程程(DomainEngineering)，是軟件件工程的的發(fā)展與與延伸。領(lǐng)域分析析是一項(xiàng)項(xiàng)比系統(tǒng)統(tǒng)分析更更難的工工作。領(lǐng)領(lǐng)域分析析方法可可采用結(jié)結(jié)構(gòu)化方方法和面面向?qū)ο笙蠓椒?，，而后者者將成為為主流。。領(lǐng)域分析析不是針針對(duì)某個(gè)個(gè)特定的的軟件系系統(tǒng)，而而是針對(duì)對(duì)一類軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)的共同同的特征征、知識(shí)識(shí)和需求求。比需求分分析更一一般、更更抽象、、更廣泛泛的特征征。11.3.2領(lǐng)域特征征為了確定定一個(gè)可可能可重重用的軟軟件成分分在特定定情況下下是否確確實(shí)可以以被使用用，有必必要定義義一組領(lǐng)領(lǐng)域特征征，這些些特征是是該領(lǐng)域域中所有有軟件共共有的。。領(lǐng)域特特征定義義了該領(lǐng)領(lǐng)域中所所有產(chǎn)品品共有的的類屬屬屬性，例例如，安安全(或可靠性性)的重要性性，程序序設(shè)計(jì)語語言，處處理中的的并發(fā)性性等。一個(gè)可重重用的軟軟件成分分的領(lǐng)域域特征集集可以表表示為｛｛DP｝，集合中每每一項(xiàng)DPi表示一個(gè)個(gè)特定的的領(lǐng)域特特征。賦賦給DPi的值表示示等級(jí)，，它指出出該特征征與軟件件成分P的相關(guān)性性。典型型的等級(jí)級(jí)如下。?！づc重用是是否合適適不相關(guān)關(guān)?！H在特殊殊情況下下才相關(guān)關(guān)。·相關(guān)，但但存在差差異無關(guān)關(guān)緊要，，該軟件件成分經(jīng)經(jīng)過修改改后仍然然可以被被使用。。·明顯相關(guān)關(guān)，如果果新軟件件不具有有此特征征，雖然然重用仍仍然是可可能的，，但卻是是低效的的?！ず芟嚓P(guān)，，如果新新軟件不不具有此此特征，，重用將將是非常常低效的的，此時(shí)時(shí)不推薦薦重用。。當(dāng)在該應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域中要開開發(fā)一個(gè)個(gè)新軟件件w時(shí)，可以以為它導(dǎo)導(dǎo)出一組組領(lǐng)域特特征｛Dw｝，然后比較較DPi與Dwi，以決定是是否現(xiàn)存存的軟件件成分P可以在應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)w中有效地地重用。。表11.1列出了可可能對(duì)軟軟件重用用有影響響的典型型的領(lǐng)域域特征，，為了有有效地重重用軟件件成分，，必須考考慮這些些領(lǐng)域特特征。即使待開開發(fā)的軟軟件明顯顯屬于某某個(gè)應(yīng)用用領(lǐng)域，，對(duì)該領(lǐng)領(lǐng)域中可可重用的的軟件成成分也必必須加以以分析，，以確定定它們?cè)谠诋?dāng)前項(xiàng)項(xiàng)目中的的可重用用性。在在少數(shù)情情況下，，從頭開開發(fā)可能能仍然是是成本最最低的途途徑。11.3.3結(jié)構(gòu)建模模和結(jié)構(gòu)構(gòu)點(diǎn)每個(gè)應(yīng)用用領(lǐng)域都都可以用用一個(gè)結(jié)結(jié)構(gòu)模型型來刻畫畫(例如，不不同飛行行器飛行行控制系系統(tǒng)的細(xì)細(xì)節(jié)差別別很大，，但是在在該領(lǐng)域域的所有有現(xiàn)代軟軟件都具具有相同同的結(jié)構(gòu)構(gòu)模型)，因此，，結(jié)構(gòu)模模型是一一種體系系結(jié)構(gòu)制制品，它它可以也也應(yīng)該在在該領(lǐng)域域內(nèi)的所所有應(yīng)用用系統(tǒng)中中被重用用。11.4開發(fā)可重重用的構(gòu)構(gòu)件11.4.1為了重用用的分析析與設(shè)計(jì)計(jì)當(dāng)開發(fā)一一個(gè)新軟軟件時(shí)，，應(yīng)該對(duì)對(duì)描述需需求的分分析模型型進(jìn)行分分析，以以發(fā)現(xiàn)模模型中那那些指向向現(xiàn)有的的可重用用的軟件件成分的的元素。。為此，，應(yīng)該使使用能夠夠?qū)е隆啊耙?guī)格說說明匹配配”的方方式從需需求模型型中抽取取信息。。領(lǐng)域分析析的結(jié)果果為構(gòu)件件的選取取和開發(fā)發(fā)提供了了指導(dǎo)性性的原則則。除了了有領(lǐng)域域分析作作為其基基礎(chǔ)，構(gòu)構(gòu)件開發(fā)發(fā)還需要要遵循一一定的設(shè)設(shè)計(jì)概念念和原則則。構(gòu)件應(yīng)該該具有相相當(dāng)?shù)囊灰话阈院秃统橄笮孕裕軌驂蛴糜跐M滿足一類類相似的的需求，，一個(gè)過過于特殊殊的構(gòu)件件是很難難被重復(fù)復(fù)使用的的。即使使一個(gè)通通用性很很高的構(gòu)構(gòu)件也不不可能完完全適應(yīng)應(yīng)用戶的的需求和和運(yùn)行環(huán)環(huán)境，所所以在一一個(gè)構(gòu)件件被不同同的應(yīng)用用復(fù)用時(shí)時(shí)，對(duì)它它的某些些部分進(jìn)進(jìn)行修改改是不可可避免的的。所以以構(gòu)件開開發(fā)時(shí)，，需要為為用戶對(duì)對(duì)構(gòu)件的的調(diào)整和和修改留留出余地地。例如如繼承、、參數(shù)化化、模板板和宏都都是典型型的提高高構(gòu)件靈靈活性和和可調(diào)整整性的機(jī)機(jī)制。一個(gè)軟件件只有在在多個(gè)系系統(tǒng)中被被使用才才可稱為為“可復(fù)復(fù)用構(gòu)件件”，必必須具備備的條件件：(1)獨(dú)立性解決一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)獨(dú)立的問問題，或或大問題題中某個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)獨(dú)立的部部分；(2)完整性提供較完完整的解解決，不不要遺留留很多缺缺口，讓讓復(fù)用者者做大量量補(bǔ)充；；(3)可標(biāo)識(shí)性性構(gòu)件所解解決的問問題應(yīng)該該是可標(biāo)標(biāo)識(shí)的，，可命名名，有簡簡要介紹紹，便于于理解和和使用。。11.4.2可復(fù)用構(gòu)構(gòu)件(4)通用性構(gòu)件解決決的問題題，應(yīng)在在同類應(yīng)應(yīng)用中具具有一般般性；(5)適應(yīng)性應(yīng)用場(chǎng)合合有某些些變化時(shí)時(shí)，構(gòu)件件仍是可可用的，，使構(gòu)件件的某些些數(shù)據(jù)參參數(shù)化和和數(shù)據(jù)類類型參數(shù)數(shù)化；(6)可靠性要求構(gòu)件件對(duì)預(yù)計(jì)計(jì)將要使使用它的的系統(tǒng)時(shí)時(shí)可靠的的；(7)標(biāo)準(zhǔn)化可復(fù)用構(gòu)構(gòu)件的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)對(duì)于軟件件復(fù)用是是至關(guān)重重要的。。11.4.3基于構(gòu)件件的開發(fā)發(fā)當(dāng)重用在在應(yīng)用系系統(tǒng)開發(fā)發(fā)中占據(jù)據(jù)主導(dǎo)地地位時(shí)，，就把這這樣的開開發(fā)方法法稱為基基于構(gòu)件件的開發(fā)發(fā)或構(gòu)件件軟件。。領(lǐng)域工工程為基基于構(gòu)件件的開發(fā)發(fā)提供了了所需要要的可重重用構(gòu)件件庫，這這些可重重用的構(gòu)構(gòu)件中的的一部分分是內(nèi)部部開發(fā)的的，另一一部分是是從現(xiàn)有有的應(yīng)用用系統(tǒng)中中抽取出出來的，，還有一一部分是是從第三三方獲取取的。但是，怎怎樣創(chuàng)建建一個(gè)具具有一致致結(jié)構(gòu)的的構(gòu)件的的庫呢??答案是是，采用用統(tǒng)一的的構(gòu)件標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)橹赜糜脤?duì)軟件件產(chǎn)業(yè)有有非常巨巨大的潛潛在影響響，主要要的公司司和產(chǎn)業(yè)業(yè)聯(lián)盟已已經(jīng)提出出了構(gòu)件件軟件的的一些標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。1.OpenDoc主要技術(shù)術(shù)公司(包括IBM、Apple和Novell))的一個(gè)聯(lián)聯(lián)盟，提提出了復(fù)復(fù)合文檔檔和構(gòu)件件軟件的的標(biāo)準(zhǔn)OpenDoc。該標(biāo)準(zhǔn)定定義了為為使一個(gè)個(gè)開發(fā)者者提供的的構(gòu)件能能夠和另另一個(gè)開開發(fā)者提提供的構(gòu)構(gòu)件互操操作，而而必須實(shí)實(shí)現(xiàn)的服服務(wù)、控控制基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施和和體系結(jié)結(jié)構(gòu)。2OMG/CORBA對(duì)象管理理組織(OMG)發(fā)布了公公共對(duì)象象請(qǐng)求代代理體系系結(jié)構(gòu)(OMG/CORBA)。一個(gè)對(duì)象象請(qǐng)求代代理(ORB)提供了一一系列服服務(wù)，這這些服務(wù)務(wù)使得可可重用的的構(gòu)件(對(duì)象)能夠與其其他構(gòu)件件通信，，而不管管它們?cè)谠谙到y(tǒng)中中位于何何處。當(dāng)當(dāng)應(yīng)用OMG//CORBA標(biāo)準(zhǔn)建立立構(gòu)件時(shí)時(shí)，可以以保證這這些構(gòu)件件無需修修改就能能集成到到一個(gè)系系統(tǒng)中。。以客戶/服務(wù)器結(jié)結(jié)構(gòu)為例例，在客客戶端應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)中的對(duì)對(duì)象可以以向ORB服務(wù)器請(qǐng)請(qǐng)求一個(gè)個(gè)或多個(gè)個(gè)服務(wù)。。對(duì)象請(qǐng)請(qǐng)求代理理(ORB)是一個(gè)中中間件構(gòu)構(gòu)件，通通過它駐駐留在客客戶端的的對(duì)象可可以向駐駐留在服服務(wù)器上上的對(duì)象象發(fā)送消消息，請(qǐng)請(qǐng)求提供供服務(wù)。。在客戶戶和服務(wù)務(wù)器兩端端的對(duì)象象和類都都用接口口描述語語言(IDL)定義。為為了適應(yīng)應(yīng)客戶端端對(duì)象對(duì)對(duì)服務(wù)器器端方法法的請(qǐng)求求，需要要?jiǎng)?chuàng)建客客戶和服服務(wù)器的的IDL存根(stub)，它提供了了一條通通路，通通過這條條通路可可滿足跨跨越客戶戶/服務(wù)器系系統(tǒng)的對(duì)對(duì)象的請(qǐng)請(qǐng)求。由于對(duì)跨跨越網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的對(duì)象象的請(qǐng)求求在運(yùn)行行時(shí)發(fā)生生，因此此必須建建立存儲(chǔ)儲(chǔ)對(duì)象描描述的機(jī)機(jī)制，以以便在需需要時(shí)可可以獲得得關(guān)于對(duì)對(duì)象及其其位置的的信息，，接口倉倉庫提供供了這種種機(jī)制。。3.COMMicrosoft公司開發(fā)發(fā)了構(gòu)件件對(duì)象模模型(COM)，它提供了了為在一一個(gè)應(yīng)用用系統(tǒng)中中使用不不同廠商商生產(chǎn)的的對(duì)象而而需要的的規(guī)格說說明。COM的核心是是一組應(yīng)應(yīng)用程序序調(diào)用接接口API，該接口提提供了創(chuàng)創(chuàng)建構(gòu)件件和組裝裝構(gòu)件的的功能。。COM標(biāo)準(zhǔn)具有有下述特特點(diǎn)。·構(gòu)件間的的互操作作基于指指針，依依賴于操操作系統(tǒng)統(tǒng)的API。·對(duì)Windows的依賴性性強(qiáng)，對(duì)對(duì)其他操操作系統(tǒng)統(tǒng)的支持持相對(duì)不不足。·構(gòu)件運(yùn)行行環(huán)境的的提供者者僅限于于Microsoft公司，但但支持COM標(biāo)準(zhǔn)的開開發(fā)工具具比較多多(例如，VC+++、VB等)。對(duì)象連接接與嵌入入(OLE)是COM的一部分分，其定定義了可可重用構(gòu)構(gòu)件的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)構(gòu)。OLE已經(jīng)成為為Microsoft操作系統(tǒng)統(tǒng)(例如，Windows98,,WindowsNT)的一部分分。4.JavaBeanJavaBean構(gòu)件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)由由Sun公司在Java語言的基基礎(chǔ)上提提出。由由于Java是一種純純面向?qū)?duì)象語言言，因此此JavaBean標(biāo)準(zhǔn)比較較簡潔、、完備。。JavaBean具有下述述特點(diǎn)。?！?gòu)件模型型比較完完備?！H支持Java語言?！?gòu)件運(yùn)行行環(huán)境主主要由Sun公司提供供，其他他廠商也也可提供供運(yùn)行環(huán)環(huán)境，支支持該標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的開開發(fā)工具具較多(例如，VisualCafe,VisualAgeforJava等)?；跇?gòu)件件的軟件件工程與與傳統(tǒng)的的或面向向?qū)ο蟮牡能浖すこ滔啾缺?，有顯顯著的差差異。它不是針針對(duì)某個(gè)個(gè)特定的的軟件系系統(tǒng)，而而是針對(duì)對(duì)一類軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)的共同同的特征征、知識(shí)識(shí)和需求求?；跇?gòu)件件的軟件件的開發(fā)發(fā)過程包包括兩個(gè)個(gè)并發(fā)的的子過程程，一個(gè)個(gè)是領(lǐng)域域工程，，另一個(gè)個(gè)是基于于構(gòu)件的的開發(fā)。。領(lǐng)域工工程完成成一組可可復(fù)用構(gòu)構(gòu)件的標(biāo)標(biāo)示、構(gòu)構(gòu)造、分分類和傳傳播；基基于構(gòu)件件的開發(fā)發(fā)完成使使用可復(fù)復(fù)用構(gòu)件件構(gòu)造新新的軟件件系統(tǒng)。?；跇?gòu)件件/構(gòu)架的軟軟件開發(fā)發(fā)方式基于構(gòu)件件的開發(fā)發(fā)是使用用可復(fù)用用構(gòu)件組組裝開發(fā)發(fā)新的應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)。一、開發(fā)發(fā)過程１、構(gòu)件的鑒鑒定構(gòu)件的鑒鑒定是對(duì)對(duì)打算用用于軟件件開發(fā)的的構(gòu)件能能否滿足足應(yīng)用的的需要，，達(dá)到應(yīng)應(yīng)用所需需要的性性能、可可靠性、、質(zhì)量的的保證進(jìn)進(jìn)行相應(yīng)應(yīng)的考察察。２、構(gòu)件的調(diào)調(diào)整通常在將將構(gòu)件復(fù)復(fù)用到應(yīng)應(yīng)用中時(shí)時(shí)，構(gòu)件件需要進(jìn)進(jìn)行必要要的調(diào)整整和修改改才能適適應(yīng)應(yīng)用用的需要要。３、構(gòu)件的組組裝構(gòu)件的組組裝是將將經(jīng)過鑒鑒定和調(diào)調(diào)整以后后的構(gòu)件件組裝到到應(yīng)用系系統(tǒng)中。。通常為為了達(dá)到到此目的的，還必必須建一一個(gè)基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施提提供構(gòu)件件協(xié)同的的模型和和使構(gòu)件件能夠交交互并完完成共同同任務(wù)的的的特定定服務(wù)。?；跇?gòu)件件的軟件件開發(fā)特特點(diǎn)1、開發(fā)的的質(zhì)量基于構(gòu)件件的軟件件開發(fā)的的一個(gè)明明顯的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)就是是提高了了軟件的的質(zhì)量。?？蓮?fù)用的的構(gòu)件在在開發(fā)過過程中，，都經(jīng)過過嚴(yán)格的的測(cè)試。。2、開發(fā)的的效率3、開發(fā)的的成本11.5分類和檢檢索構(gòu)件件11.5.1描述可重重用的構(gòu)構(gòu)件可以用很很多種方方式描述述可重用用的軟件件構(gòu)件，，但是一一種理想想的描述述方式是是Tracz提出的3C模型——概念(concept)、內(nèi)容(content)和語境(context)。軟件構(gòu)件件的“概概念”是是對(duì)構(gòu)件件做什么么的描述述，應(yīng)該該完整地地描述構(gòu)構(gòu)件的接接口，并并在前置置條件和和后置條條件的語語境中標(biāo)標(biāo)識(shí)構(gòu)件件的語義義。概念念應(yīng)該表表達(dá)出構(gòu)構(gòu)件的意意圖。構(gòu)件的““內(nèi)容””描述實(shí)實(shí)現(xiàn)概念念的方法法。本質(zhì)質(zhì)上，內(nèi)內(nèi)容是對(duì)對(duì)一般用用戶隱藏藏的信息息，只有有那些打打算修改改該構(gòu)件件的人才才需要知知道這些些信息。?！罢Z境””把可重重用的軟軟件構(gòu)件件置于其其應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域中，，也就是是說，通通過指定定概念的的、操作作的和實(shí)實(shí)現(xiàn)的特特征，語語境使得得軟件工工程師能能夠找到到適當(dāng)?shù)牡臉?gòu)件以以滿足應(yīng)應(yīng)用需求求。為了能夠夠在實(shí)際際環(huán)境中中應(yīng)用，，必須把把概念、、內(nèi)容和和語境轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成具具體的規(guī)規(guī)格說明明模式。。人們對(duì)對(duì)可重用用的軟件件構(gòu)件的的分類模模式已經(jīng)經(jīng)做過許許多研究究，所提提出的方方法可分分為三大大類：圖圖書館和和信息科科學(xué)方法法、人工工智能方方法以及及超文本本系統(tǒng)。。到目前前為止，，絕大部部分研究究工作建建議使用用圖書館館科學(xué)方方法對(duì)構(gòu)構(gòu)件分類類。圖11.3源于圖書書館科學(xué)學(xué)索引法的分類類法1.枚舉分類類(EnumeratedClassification)通過定義義一個(gè)層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)來描述述構(gòu)件，，在該結(jié)結(jié)構(gòu)中定定義軟件件構(gòu)件的的類以及及子類的的不同層層次。把把實(shí)際的構(gòu)構(gòu)件羅列列在枚舉舉層次的的適當(dāng)路路徑的最最低層。。2.刻面分類類(FacetedClassification)分析應(yīng)用用領(lǐng)域并并標(biāo)識(shí)出出一組基基本的描描述特征征，這些些特征稱稱為刻面面。然后后，根據(jù)據(jù)重要性性確定刻刻面的優(yōu)優(yōu)先次序序并把它它們與構(gòu)構(gòu)件聯(lián)系系起來。?？堂婵煽梢悦枋鍪鰳?gòu)件完完成的功功能、加加工的數(shù)數(shù)據(jù)、應(yīng)應(yīng)用構(gòu)件件的語境境以及任任何其他他特征。。描述一一個(gè)構(gòu)件件的刻面面的集合合稱為刻刻面描述述表，通通常，限限定刻面面描述不不超過7或8個(gè)刻面。。作為在構(gòu)構(gòu)件分類類中使用用刻面的的一個(gè)簡簡單例子子，考慮慮使用下下述刻面面描述表表的模式式：｛function,objecttype,systemtype｝刻面描述述表中的的每個(gè)刻刻面可以以取一個(gè)個(gè)或多個(gè)個(gè)值，這這些值通通常是描描述性的的關(guān)鍵詞詞，例如如，如果果function(功能)是構(gòu)件的的一個(gè)刻刻面，賦賦給此刻刻面的典典型值可可能是：：function=((copy,from)or(copy,,replace,all))使用用多個(gè)個(gè)刻面值值可以使使得基本本功能copy被更充分分地細(xì)化化把關(guān)鍵詞詞(值)賦給重用用庫中每每個(gè)構(gòu)件件的刻面面集。當(dāng)當(dāng)軟件工工程師在在設(shè)計(jì)過過程中希希望從構(gòu)構(gòu)件庫中中找到可可重用的的構(gòu)件時(shí)時(shí)，他應(yīng)應(yīng)該指定定一系列列希望有有的值并并搜索構(gòu)構(gòu)件庫以以查找匹匹配的構(gòu)構(gòu)件。可可以使用用自動(dòng)工工具完成成同義詞詞詞典功功能，從從而不僅僅搜索軟軟件工程程師指定定的關(guān)鍵鍵詞，而而且也搜搜索這些些關(guān)鍵詞詞的技術(shù)術(shù)同義詞詞?？堂娣诸愵惸Ｊ绞故沟妙I(lǐng)域域工程師師在指定定構(gòu)件的的復(fù)雜描描述表時(shí)時(shí)擁有更更大的靈靈活性，，因?yàn)榭煽梢院苋萑菀椎丶尤肴胄碌目炭堂嬷担虼?，，刻面分分類模式式比枚舉舉分類法法更易于于擴(kuò)充和和進(jìn)行適適應(yīng)性修修改。3.屬性—值分類(Attribute--ValueClassification)這種分類類法要求求，為一一個(gè)領(lǐng)域域中的所所有構(gòu)件件定義一一組屬性性，然后后用與刻刻面分類類法非常常相似的的方式給給這些屬屬性賦值值。事實(shí)實(shí)上，屬屬性—值分類法法與刻面面分類法法相似，，只有以以下幾點(diǎn)點(diǎn)不同：：①對(duì)可可用的屬屬性個(gè)數(shù)數(shù)沒有限限制；②②屬性沒沒有優(yōu)先先級(jí)；③③不使用用同義詞詞詞典功功能。對(duì)上述分分類方法法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)研究表表明，沒沒有明顯顯“最好好”的技技術(shù)，而而且各種種方法在在查找效效果方面面都大致致相同。?？磥?，，對(duì)重用用庫有效效分類模模式的研研究，仍仍有許多多工作要要做。11.5.2重用環(huán)境境軟件構(gòu)件件重用必必須由相相應(yīng)的環(huán)環(huán)境來支支持，環(huán)環(huán)境應(yīng)包包含下述述元素。。·構(gòu)件庫，，用于存存儲(chǔ)軟件件構(gòu)件和和檢索構(gòu)構(gòu)件所需需要的分分類信息息?！旃芾硐迪到y(tǒng)，用用于管理理對(duì)構(gòu)件件庫的訪訪問?！ぼ浖?gòu)件件檢索系系統(tǒng)(例如，對(duì)對(duì)象請(qǐng)求求代理)，通過它它客戶應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)可以從從庫服務(wù)務(wù)器中檢檢索構(gòu)件件和服務(wù)務(wù)?！ASE工具，幫幫助把重重用的構(gòu)構(gòu)件集成成到新設(shè)設(shè)計(jì)或?qū)崒?shí)現(xiàn)中。。上述每個(gè)個(gè)功能都都可以嵌嵌入到重重用庫中中。重用用庫是更更大型的的CASE倉庫的一一個(gè)組成成元素，，其為存存儲(chǔ)各種種各樣的的可重用用的軟件件成分(例如，規(guī)規(guī)格說明明、設(shè)計(jì)計(jì)、代碼碼、測(cè)試試用例和和用戶指指南)提供必要要的設(shè)施施。重用用庫包括括一個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)庫和和一些工工具，這這些工具具是查詢?cè)償?shù)據(jù)庫庫以及從從庫中檢檢索構(gòu)件件所必需需的，構(gòu)構(gòu)件分類類模式(見11.5.1節(jié))是庫查詢?cè)兊幕A(chǔ)礎(chǔ)。查詢通常常用前述述的3C模型中的的語境元元素來刻刻畫，如如果一次次初始查查詢得到到大量的的候選構(gòu)構(gòu)件，則則對(duì)查詢?cè)兦缶砸詼p少候候選對(duì)象象。在找找到候選選構(gòu)件以以后，抽抽取出概概念信息息和內(nèi)容容信息，，以幫助助開發(fā)者者選取合合適的構(gòu)構(gòu)件。11.5.3構(gòu)件檢索索構(gòu)件庫中中檢索一一個(gè)構(gòu)件件和在數(shù)數(shù)據(jù)庫中中檢索一一個(gè)記錄錄是不同同的。構(gòu)件庫檢檢索的不不確定性性帶來兩兩種相互互矛盾的的結(jié)果：：檢索的的結(jié)果可可能是一一個(gè)較大大的構(gòu)件件集合，，要從中中找到所所需的構(gòu)構(gòu)件仍然然很費(fèi)力力；檢索索得到的的集合沒沒有把真真正需要要的構(gòu)件件包括在在內(nèi)。解決方法法：(一)一般構(gòu)件件庫系統(tǒng)統(tǒng)能對(duì)提提出的檢檢索條件件作廣義義解釋。。建立同義義詞對(duì)照照表，例例如“商商品銷售售”、““售貨””、“賣賣貨”看看作一組組同義詞詞；建立近意意詞對(duì)照照表，例例如把““商業(yè)””、“商商場(chǎng)”、、“連鎖鎖店”看看作一組組近意詞詞。系統(tǒng)首先先匹配同同義詞，，再匹配配近意詞詞，都可可以被包包括到廣廣義結(jié)果果集合中中。(二)使檢索得得到的構(gòu)構(gòu)件集合合盡可能能不包括括對(duì)用戶戶無用的的構(gòu)件。。增加更多多的刻面面與構(gòu)件件屬性：：較多的的刻面和和屬性值值，將得得到更小小的子集集合文集集，減輕輕最終發(fā)發(fā)現(xiàn)和確確認(rèn)所需需構(gòu)件的的難度；；建立構(gòu)件件關(guān)鍵詞詞：根據(jù)據(jù)構(gòu)件內(nèi)內(nèi)容提煉煉關(guān)鍵詞詞，如同同學(xué)術(shù)論論文的關(guān)關(guān)鍵詞，，反映有有關(guān)構(gòu)件件內(nèi)容的的一些主主要信息息。例如，找找功能構(gòu)構(gòu)件的關(guān)關(guān)鍵詞有有“壓入入”、““彈出””、“后后進(jìn)先出出”等等等。如果果通過刻刻面和構(gòu)構(gòu)件屬性性得到的的構(gòu)件子子集較大大，可用用關(guān)鍵詞詞作進(jìn)一一步的檢檢索，以以縮小搜搜索范圍圍。改進(jìn)構(gòu)件件檢索的的其它措措施：(1)記錄用戶戶使用構(gòu)構(gòu)件庫的的經(jīng)驗(yàn)，，并根據(jù)據(jù)這些經(jīng)經(jīng)驗(yàn)改經(jīng)經(jīng)構(gòu)件檢檢索系統(tǒng)統(tǒng)；(2)對(duì)每個(gè)構(gòu)構(gòu)件給出出一段文文字的簡簡要介紹紹；(3)提供較強(qiáng)強(qiáng)的人機(jī)機(jī)對(duì)話功功能；(4)引導(dǎo)用戶戶對(duì)自己己需求的的表達(dá)不不斷精化化。11.6軟件重用用的效益益近幾年來來軟件產(chǎn)產(chǎn)業(yè)界的的實(shí)例研研究表明明，通過過積極的的軟件重重用能夠夠獲得可可觀的商商業(yè)效益益，產(chǎn)品品質(zhì)量、、開發(fā)生生產(chǎn)率和和整體成成本都得得到了改改善。1.質(zhì)量理想情況況下，為為了重用用而開發(fā)發(fā)的軟件件構(gòu)件已已被證明明是正確確的，且且沒有缺缺陷。事事實(shí)上，，并不能能定期進(jìn)進(jìn)行形式式化驗(yàn)證證，錯(cuò)誤