軟件工程面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)

軟件工程面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)演講人：日期:目錄CATALOGUE02.設(shè)計(jì)原則應(yīng)用04.開發(fā)流程規(guī)范05.質(zhì)量保障措施01.03.核心設(shè)計(jì)模式06.典型案例分析基本概念解析01基本概念解析PART類與對象定義類對象構(gòu)造函數(shù)類的成員類是對象的藍(lán)圖或模板，包含對象的屬性和行為（方法）。類是創(chuàng)建對象的模型，定義了對象將會擁有的特征和行為。對象是類的實(shí)例，通過類創(chuàng)建。對象具有狀態(tài)（由類中定義的屬性表示）和行為（由類中定義的方法表示）。特殊類型的成員函數(shù)，當(dāng)創(chuàng)建類的新對象時(shí)自動調(diào)用，用于初始化對象的屬性。包括屬性（成員變量）和方法（成員函數(shù)），定義類的行為和特征。封裝與繼承機(jī)制封裝將類的屬性和行為封裝起來，隱藏對象的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，僅對外提供公共接口。這增強(qiáng)了代碼的模塊化和安全性。繼承子類（派生類）可以繼承父類（基類）的屬性和方法，從而實(shí)現(xiàn)代碼重用和擴(kuò)展性。子類還可以重寫父類的方法，以實(shí)現(xiàn)多態(tài)。訪問控制通過公共、私有和保護(hù)訪問修飾符，控制類成員的訪問權(quán)限，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。抽象類與接口抽象類是不能實(shí)例化的類，通常包含抽象方法，用于定義子類的行為；接口定義了類應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的方法，而不關(guān)心具體實(shí)現(xiàn)。多態(tài)與抽象原理多態(tài)允許將子類對象視為父類對象，從而實(shí)現(xiàn)透明調(diào)用。多態(tài)性通過方法重寫和接口實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)。01抽象將具有共同特征和行為的事物歸納為一個(gè)抽象類，然后為具體類提供具體的實(shí)現(xiàn)。抽象提高了代碼的復(fù)用性和靈活性。02動態(tài)綁定在運(yùn)行時(shí)決定調(diào)用哪個(gè)方法，而不是在編譯時(shí)。這允許程序根據(jù)對象的實(shí)際類型來選擇合適的方法，從而實(shí)現(xiàn)多態(tài)。03向上轉(zhuǎn)型與向下轉(zhuǎn)型向上轉(zhuǎn)型是將子類對象轉(zhuǎn)換為父類類型，通常自動進(jìn)行；向下轉(zhuǎn)型是將父類對象轉(zhuǎn)換為子類類型，需要進(jìn)行顯式類型轉(zhuǎn)換和類型檢查。0402設(shè)計(jì)原則應(yīng)用PART單一職責(zé)原則一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)引起它變化的理由，或者說一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)職責(zé)。單一職責(zé)原則的定義可以降低類的復(fù)雜度，提高類的可讀性和可維護(hù)性，降低類變更時(shí)引入錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。單一職責(zé)原則的優(yōu)點(diǎn)通過拆分大類、提取方法、使用接口和委托等方式，確保每個(gè)類只有一個(gè)職責(zé)。單一職責(zé)原則的實(shí)踐方法開閉原則的定義開閉原則的優(yōu)點(diǎn)軟件實(shí)體應(yīng)當(dāng)對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉。提高代碼的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，使系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)需求變化。開閉原則實(shí)現(xiàn)開閉原則的實(shí)踐方法通過預(yù)留接口、使用抽象類和接口、遵循依賴倒置原則等方法來實(shí)現(xiàn)開閉原則。開閉原則的應(yīng)用場景在需求可能發(fā)生變化的地方，盡量通過擴(kuò)展來適應(yīng)變化，而不是修改已有代碼。里氏替換規(guī)范里氏替換原則的定義子類應(yīng)當(dāng)可以替換它們的父類，并且替換后不會影響程序的正確性。里氏替換原則的優(yōu)點(diǎn)增強(qiáng)程序的健壯性，降低類之間的耦合度，提高代碼的重用率。里氏替換原則的實(shí)踐方法確保子類與父類之間的行為一致，或者子類替換父類時(shí)不會導(dǎo)致程序出錯(cuò)；可以通過提取公共方法、使用接口或抽象類等方式來實(shí)現(xiàn)。里氏替換原則的注意事項(xiàng)子類不要破壞父類的封裝性，盡量避免直接暴露父類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；同時(shí)也要注意不要濫用繼承關(guān)系，避免導(dǎo)致類層次結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。03核心設(shè)計(jì)模式PART工廠模式場景工廠方法應(yīng)用場景抽象工廠優(yōu)點(diǎn)定義創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類。提供一個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口，而無需指定它們具體的類。在明確需要創(chuàng)建的對象種類，但創(chuàng)建過程較為復(fù)雜或需要擴(kuò)展時(shí)，如跨平臺工具庫、數(shù)據(jù)訪問層等。實(shí)現(xiàn)對象的動態(tài)創(chuàng)建，降低類之間的耦合度，提高代碼的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。觀察者模式邏輯觀察者模式組成部分應(yīng)用場景優(yōu)點(diǎn)定義對象間一種一對多的依賴關(guān)系，使得每當(dāng)一個(gè)對象改變狀態(tài)，則所有依賴于它的對象都會得到通知并自動更新。抽象主題、具體主題、抽象觀察者、具體觀察者。在事件驅(qū)動系統(tǒng)中，如GUI工具包、事件監(jiān)聽器、訂閱-發(fā)布系統(tǒng)等。降低觀察者和被觀察者之間的耦合度，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈活性。策略模式應(yīng)用策略模式定義一系列的算法，把它們一個(gè)個(gè)封裝起來，并且使它們可以相互替換。01組成部分上下文、策略接口、具體策略。02應(yīng)用場景在有多種算法相似，但需要在運(yùn)行時(shí)選擇具體算法時(shí)，如排序算法、支付方式、加密算法等。03優(yōu)點(diǎn)提高算法的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，避免多重條件語句，符合開閉原則。0404開發(fā)流程規(guī)范PART需求建模方法用戶需求分析通過訪談、問卷調(diào)查等方式，收集用戶需求和期望，形成需求文檔。業(yè)務(wù)場景建模基于用戶需求，構(gòu)建業(yè)務(wù)場景，包括業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)等。用例模型采用UML等工具，繪制用例圖，描述參與者與系統(tǒng)的交互行為。需求變更管理建立需求變更流程，確保需求變更可追溯、可控。架構(gòu)設(shè)計(jì)步驟6px6px6px根據(jù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能，將系統(tǒng)劃分為多個(gè)層次，如表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層等。系統(tǒng)分層定義模塊之間的接口，確保模塊之間的通信和數(shù)據(jù)傳遞。接口設(shè)計(jì)將系統(tǒng)分解為多個(gè)獨(dú)立的模塊，降低模塊之間的耦合度，提高可維護(hù)性。模塊劃分010302撰寫架構(gòu)設(shè)計(jì)文檔，詳細(xì)記錄架構(gòu)設(shè)計(jì)思路和細(xì)節(jié)。架構(gòu)設(shè)計(jì)文檔04編碼實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)編碼規(guī)范代碼審查單元測試代碼重構(gòu)制定統(tǒng)一的編碼規(guī)范，包括命名規(guī)范、縮進(jìn)風(fēng)格、注釋規(guī)則等，以提高代碼可讀性和可維護(hù)性。建立代碼審查機(jī)制，確保代碼符合規(guī)范，減少潛在缺陷。編寫單元測試，驗(yàn)證代碼的正確性和穩(wěn)定性。根據(jù)測試結(jié)果和代碼審查反饋，對代碼進(jìn)行重構(gòu)，優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)和性能。05質(zhì)量保障措施PART覆蓋所有業(yè)務(wù)邏輯確保每個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)邏輯都被單元測試覆蓋，驗(yàn)證其正確性。覆蓋所有代碼路徑確保所有可能的代碼路徑都被測試，包括條件語句的各個(gè)分支。自動化測試采用自動化測試工具，確保每次代碼修改后都能快速執(zhí)行單元測試。回歸測試在修復(fù)缺陷或添加新功能時(shí)，確保原有功能不受影響。單元測試覆蓋代碼審查機(jī)制代碼規(guī)范性檢查代碼是否符合編碼規(guī)范，如命名、注釋、代碼格式等。01代碼可讀性檢查代碼邏輯是否清晰，是否容易理解和維護(hù)。02代碼安全性檢查代碼是否存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，如SQL注入、XSS等漏洞。03審查反饋對審查中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄和反饋，并跟蹤問題整改情況。04重構(gòu)優(yōu)化策略持續(xù)重構(gòu)性能優(yōu)化模塊化設(shè)計(jì)架構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化針對代碼中的重復(fù)、冗余、低效的部分進(jìn)行持續(xù)重構(gòu)，提高代碼質(zhì)量。將大型系統(tǒng)拆分成獨(dú)立可復(fù)用的模塊，降低系統(tǒng)復(fù)雜度。針對系統(tǒng)性能瓶頸進(jìn)行優(yōu)化，如算法優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫優(yōu)化等。根據(jù)業(yè)務(wù)需求和技術(shù)發(fā)展，不斷優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。06典型案例分析PART電商系統(tǒng)設(shè)計(jì)商品管理用戶管理訂單處理界面設(shè)計(jì)包括商品分類、品牌管理、庫存控制、價(jià)格策略等，保證商品信息的準(zhǔn)確性和完整性。對用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證、權(quán)限控制、行為監(jiān)控等操作，提高系統(tǒng)的安全性。實(shí)現(xiàn)訂單生成、支付、發(fā)貨、退款等業(yè)務(wù)流程，確保訂單信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。根據(jù)用戶需求和購物習(xí)慣，設(shè)計(jì)簡潔、美觀、易用的界面，提高用戶體驗(yàn)。包括運(yùn)輸方式選擇、路線規(guī)劃、車輛調(diào)度等，實(shí)現(xiàn)貨物的快速、準(zhǔn)確送達(dá)。對倉庫進(jìn)行規(guī)劃、貨物入庫、出庫、盤點(diǎn)等操作，確保庫存信息的準(zhǔn)確性。根據(jù)訂單信息和配送規(guī)則，實(shí)現(xiàn)自動分揀、打包、配送等功能，提高配送效率。對物流數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、挖掘，為決策提供數(shù)據(jù)支持。物流管理模塊運(yùn)輸管理倉儲管理配送管理數(shù)據(jù)分析金融交易架構(gòu)交易系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交易撮合、資金結(jié)算、風(fēng)險(xiǎn)控制