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  • 软件复杂度与分而治之

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    什么是软件设计的复杂度

    软件技术发展的使命之一就是控制复杂度(Complexity)。从高级语言的产生,到结构化编程,再到面向对象编程、组件化编程等等。关于复杂度的定义并不一致,想要详细了解的可以读读The Many Faces of Complexity in Software Design.

    英文中Complex和Complicated有着微妙的不同。但总结起来,软件复杂度偏负面意义,包括两个要点: 
    - 难以理解 (难以维护和扩展。) 
    - 无法预测行为 

    复杂度是随着软件规模不断扩大而必然产生的。它本身又是一个相对的概念,同一个系统对于设计者、开发者,以及维护者而言,复杂度是不同的。不同时期,一个程序员所能掌握的复杂度也是不同的,这也是一个程序员不断提升的目标。

    既然业界已经对抗复杂度几十年了,我们就来整理一下。

    以分解降低复杂度

    以分解的方式进行的设计,主要特点是: 
    - 分离职责(Seperation of Concerns,参考单一职责原则) 
    - 关注接口(定义交互)

    这是最常使用的技术了。将一个大问题,不断的拆解为各个小问题进行分析研究,然后再组合到一起。在西方称为Divide and Conquer Principle (分而治之原则)。

    在结构化编程的时代,提倡模块化(Modularization)。最早提出软件复杂度的工程师提出了基于组件的软件(Component Based Software)。不知道是不是从乐高积木上得到的启发,将系统中拆分为不同的组件,各自实现,然后再组装在一起。

    在架构设计中,无论是C/S风格,分层,还是N-Tier,SOA,和前面组件式一样,都是在进行分解,它们都更加强调组合交互。设计上,分分职责,定义好接口,就可以各自开发了。然后将交互限定于接口层,就能够很好的控制整个系统的复杂度。

    比如应用层使用一个语音库(Speech Library,一个以库的形式的模块化应用), 根本不用关心其内部实现,只要了解如何使用它的API就可以了。

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