学习设计模式的必备先导知识——软件质量属性及设计原则

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前言

[1]通俗而详细地阐释了23种设计模式，笔者在阅读过程中收获颇丰。原书是使用Java语言描述的，笔者在本专栏使用C++语言进行转述。

在学习设计模式之前，需要对软件质量属性有充分的认识和理解。实际的工程并不像LeetCode、洛谷、POJ等OJ的算法题，远远不是跑得通就行，必须确保软件需要具备足够的质量。笔者查阅了一些文献，对软件质量有了一定的认识，在本博客中将得到的这些知识进行分享。

一、软件质量属性

综合[2][3][4][5]的观点，可将软件质量属性总结为以下这些方面：

1. 运行期质量属性

• 功能性（也就是能否实现需求，能否“跑得通”，是最基本的要求）
• “三高”：高并发、高可用、高性能（简单来说，高并发就是能满足海量用户同时使用；高可用就是系统发生故障的概率小，即使发生故障，也能很快恢复；高性能就是系统“快不快”，可以用响应速度、吞吐量等指标度量）
• 安全性（网络安全）
• 可伸缩性（能不能灵活地扩大或缩小系统规模，例如增加服务器节点或减少服务器节点）
• 能源效率

2. 开发期质量属性

• 易理解性（代码易读性强，容易理解）
• 可重用性（代码可重用，无需反复“造轮子”）
• 可修改性（代码可灵活地进行修改，以适应需求的变化）
• 可扩展性（能在现有的代码的基础上灵活地进行扩展，增加新功能）
• 可测试性（能够方便地对代码进行测试）
• 可部署性
• 可移植性
• 可集成性

在实际工程中，斜体的质量属性的“优先级”较低。

保证软件质量最终就是为了最大化程序员的生产力，最小化系统的总运营成本[2]。

二、设计原则

学习设计模式之前需要明白这样一条逻辑：软件质量属性→设计原则→设计模式

软件质量属性→设计原则：为了满足上述的软件质量属性，特别是易理解性、可重用性、可修改性、可扩展性、可测试性等开发期质量属性，提出了六大设计原则，即单一职责原则、开闭原则、里氏替换原则、接口隔离原则、依赖倒置原则、迪米特法则。其中，前5个原则合称为SOLID原则。

设计原则→设计模式：所有的23种设计模式都是在这六大设计原则的基础上构建出来的。

三、参考文献

[1] 刘韬. 秒懂设计模式[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2020.
[2] [美] Robert C. Martin. 架构整洁之道[M]. 孙宇聪, 译. 北京: 电子工业出版社, 2018.
[3] [美] Len Bass, 等. 软件架构实践[M]. 周乐, 译. 北京: 机械工业出版社, 2022.
[4] 希赛教育软考学院. 系统架构设计师教程[M]. 北京: 电子工业出版社, 2017.
[5] [印度] Anand Balachandran Pillai. 软件架构：Python语言实现[M]. 李必信, 等, 译. 北京: 机械工业出版社, 2018.