可维护性的度量与构造原则

可维护性的度量与构造原则

• 软件的维护和演化
• 可维护性的常见度量指标
• 模块化设计规范：聚合度与耦合度
• • 内聚性
  • 耦合性

• 定义：软件可维护性是指软件产品被修改的能力，修改包括纠正、改进或软件对环境、需求和功能规格说明变化的适应。简而言之，软件维护：修复错误、改善性能。
• 类型：纠错性（25%）、适应性（25%）、完善性（50%）、预防性（4%）
• 演化：软件演化是一个程序不断调节以满足新的软件需求过程。
• 演化的规律：软件质量下降，延续软件生命
• 软件维护和演化的目标：提高软件的适应性，延续软件生命 。
• 意义：软件维护不仅仅是运维工程师的工作，而是从设计和开发阶段就开始了 。在设计与开发阶段就要考虑将来的可维护性 ，设计方案需要“easy to change”
• 基于可维护性建设的例子：
  • 模块化
  • OO设计原则
  • OO设计模式
  • 基于状态的构造技术
  • 表驱动的构造技术
  • 基于语法的构造技术

• 软件可维护性的五个子特性：
  • 易分析性。软件产品诊断软件中的缺陷或失效原因或识别待修改部分的能力。
  • 易改变性。软件产品使指定的修改可以被实现的能力，实现包括编码、设计和文档的更改。如果软件由最终用户修改，那么易改变性可能会影响易操作性。
  • 稳定性。软件产品避免由于软件修改而造成意外结果的能力。
  • 易测试性。软件产品使已修改软件能被确认的能力。
  • 维护性的依从性。软件产品遵循与维护性相关的标准或约定的能力。
• 一些常用的可维护性度量标准：
  • 圈复杂度（CyclomaticComplexity）：度量代码的结构复杂度。
  • 代码行数（Lines of Code）：指示代码中的大致行数。
  • Halstead Volume：基于源代码中（不同）运算符和操作数的数量的合成度量。
  • 可维护性指数（MI）：计算介于0和100之间的索引值，表示维护代码的相对容易性。 高价值意味着更好的可维护性。
    继承的层次数：表示扩展到类层次结构的根的类定义的数量。 等级越深，就越难理解特定方法和字段在何处被定义或重新定义。
  • 类之间的耦合度：通过参数，局部变量，返回类型，方法调用，泛型或模板实例化，基类，接口实现，在外部类型上定义的字段和属性修饰来测量耦合到唯一类。
  • 单元测试覆盖率：指示代码库的哪些部分被自动化单元测试覆盖。

• 模块化编程的含义：模块化编程是一种设计技术，它强调将程序的功能分解为独立的可互换模块，以便每个模块都包含执行所需功能的一个方面。
• 设计规范：高内聚低耦合
• 评估模块化的五个标准：
  • 可分解性：将问题分解为各个可独立解决的子问题
  • 可组合性：可容易的将模块组合起来形成新的系统
  • 可理解性：每个子模块都可被系统设计者容易的理解
  • 可持续性：小的变化将只影响一小部分模块，而不会影响整个体系结构
  • 出现异常之后的保护：运行时的不正常将局限于小范围模块内
• 模块化设计的五条原则：
  • 直接映射：模块的结构与现实世界中问题领域的结构保持一致
  • 尽可能少的接口：模块应尽可能少的与其他模块通讯
  • 尽可能小的接口：如果两个模块通讯，那么它们应交换尽可能少的信息
  • 显式接口：当A与B通讯时，应明显的发生在A与B的接口之间
  • 信息隐藏：经常可能发生变化的设计决策应尽可能隐藏在抽象接口后面

内聚性

• 又称块内联系。指模块的功能强度的度量，即一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。若一个模块内各元素（语名之间、程序段之间）联系的越紧密，则它的内聚性就越高。
• 所谓高内聚是指一个软件模块是由相关性很强的代码组成，只负责一项任务，也就是常说的单一责任原则。

耦合性

• 也称块间联系。指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。模块之间联系越紧密，其耦合性就越强，模块的独立性则越差。模块间耦合高低取决于模块间接口的复杂性、调用的方式及传递的信息。
• 对于低耦合，粗浅的理解是：一个完整的系统，模块与模块之间，尽可能的使其独立存在。也就是说，让每个模块，尽可能的独立完成某个特定的子功能。模块与模块之间的接口，尽量的少而简单。如果某两个模块间的关系比较复杂的话，最好首先考虑进一步的模块划分。这样有利于修改和组合。