軟件開(kāi)發(fā)從來(lái)不是一次寫(xiě)完就結(jié)束的事情。需求會(huì)變，技術(shù)會(huì)升級(jí)，團(tuán)隊(duì)會(huì)流動(dòng)。一套代碼能跑多久、改起來(lái)順不順手、新同事接手快不快，這些往往比“第一次寫(xiě)出來(lái)”更重要。高質(zhì)量軟件設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)模式，談一談從原則到實(shí)踐的幾條路徑，設(shè)計(jì)模式不是銀彈，但理解背后的原則，能幫我們少走一些彎路。

一、什么算“高質(zhì)量”的軟件

很多人把“能運(yùn)行”等同于“好”。其實(shí)軟件質(zhì)量分內(nèi)外兩層：外部質(zhì)量是用戶(hù)看到的功能正確、響應(yīng)快、不崩潰；內(nèi)部質(zhì)量是代碼可讀、可維護(hù)、容易改。外部質(zhì)量靠測(cè)試驗(yàn)證，內(nèi)部質(zhì)量靠設(shè)計(jì)保障。

判斷內(nèi)部質(zhì)量有幾個(gè)簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)：新同事看代碼能不能快速理解？改一個(gè)功能會(huì)不會(huì)牽連一堆地方？加新需求時(shí)是“加新代碼”還是“改老代碼”？如果答案不樂(lè)觀，說(shuō)明設(shè)計(jì)需要調(diào)整。

二、幾個(gè)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則

依賴(lài)反轉(zhuǎn)：高層模塊不應(yīng)該依賴(lài)低層模塊，兩者都應(yīng)該依賴(lài)抽象。比如業(yè)務(wù)邏輯層不應(yīng)該直接依賴(lài)具體的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)類(lèi)，而是依賴(lài)一個(gè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口。這樣換數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，業(yè)務(wù)代碼不用改。

開(kāi)放-封閉：對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，對(duì)修改封閉。需求來(lái)了，盡量加新類(lèi)新方法，而不是改老代碼。這就要求設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留擴(kuò)展點(diǎn)，比如用接口、抽象類(lèi)把可變部分隔離開(kāi)。

里氏替換：子類(lèi)應(yīng)該能替換父類(lèi)，程序行為不變。如果正方形繼承自矩形，而矩形的寬高可以分別修改，正方形就做不到，這種繼承關(guān)系就有問(wèn)題。

單一職責(zé)：一個(gè)類(lèi)只做一件事。看類(lèi)名就能猜出它的功能，如果描述不清或者有“和”字，很可能職責(zé)過(guò)多。拆開(kāi)之后，每個(gè)模塊更清晰，改其中一個(gè)不影響其他。

不要重復(fù)自己：同樣的邏輯只寫(xiě)一次。重復(fù)不僅浪費(fèi)，更是隱患——改一個(gè)地方忘了改其他地方，bug就來(lái)了。抽取公共方法、用模板方法、繼承、組合，都是消除重復(fù)的手段。

三、設(shè)計(jì)模式：常見(jiàn)場(chǎng)景的解法

適配器模式：當(dāng)系統(tǒng)需要對(duì)接一個(gè)外部接口，而接口的格式、調(diào)用方式與內(nèi)部不一致時(shí)，加一層適配器做轉(zhuǎn)換。比如對(duì)接第三方支付接口，每家參數(shù)不同，適配器封裝差異，業(yè)務(wù)層只調(diào)用統(tǒng)一方法。

策略模式：一個(gè)功能有多種算法，需要?jiǎng)討B(tài)選擇。比如工資發(fā)放，正式員工、兼職員工、外包員工的計(jì)薪方式不同。策略模式把算法封裝成獨(dú)立的類(lèi)，運(yùn)行時(shí)切換，避免if-else堆砌。

工廠模式：當(dāng)對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程復(fù)雜、或者需要根據(jù)配置選擇不同實(shí)現(xiàn)時(shí)，用工廠來(lái)創(chuàng)建。簡(jiǎn)單工廠、工廠方法、抽象工廠，本質(zhì)都是把“怎么創(chuàng)建”和“誰(shuí)來(lái)使用”分開(kāi)。

單例模式：一個(gè)類(lèi)只需要一個(gè)實(shí)例，比如配置管理、線程池。實(shí)現(xiàn)時(shí)注意線程安全，懶加載還是餓漢，取決于場(chǎng)景。但單例容易隱藏耦合，用多了會(huì)讓代碼之間偷偷依賴(lài)，反而破壞設(shè)計(jì)。

模板方法模式：父類(lèi)定義算法骨架，子類(lèi)實(shí)現(xiàn)具體步驟。比如數(shù)據(jù)導(dǎo)出，流程是：查數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)格式、寫(xiě)文件。父類(lèi)寫(xiě)好流程，子類(lèi)實(shí)現(xiàn)“怎么查”“轉(zhuǎn)成什么格式”，既復(fù)用代碼又留出變化點(diǎn)。

裝飾者模式：不修改原類(lèi)，動(dòng)態(tài)給對(duì)象添加功能。比如數(shù)據(jù)源讀寫(xiě)，業(yè)務(wù)增長(zhǎng)后需要加緩存、加日志、加讀寫(xiě)分離。裝飾者一層層包上去，每個(gè)功能獨(dú)立，需要哪些組合哪些。

四、重構(gòu)：讓代碼慢慢變好

軟件退化是常態(tài)。需求不斷加，改的人換了一茬又一茬，代碼慢慢就亂了。重構(gòu)不是推翻重來(lái)，是小步快跑，每次改一點(diǎn)，始終讓系統(tǒng)處于可運(yùn)行狀態(tài)。

常用的重構(gòu)手法：抽方法解決大函數(shù)，抽類(lèi)解決大對(duì)象，抽父類(lèi)提高復(fù)用，用設(shè)計(jì)模式降低耦合，建立分層結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵是每一步都要驗(yàn)證，不能積累到受不了再動(dòng)手。

五、小步快跑：降低風(fēng)險(xiǎn)的方式

很多項(xiàng)目不敢改設(shè)計(jì)，是因?yàn)閾?dān)心改壞了。小步快跑的思路是：每次只做一小步，每一步都有明確的目標(biāo)和驗(yàn)證方法，確保當(dāng)前版本比上一版本更好。

比如加一個(gè)新需求，先寫(xiě)測(cè)試，再改代碼；或者先重構(gòu)讓代碼易于擴(kuò)展，再寫(xiě)新功能。兩種做法交替，既能推進(jìn)功能，又能改善結(jié)構(gòu)。這和先設(shè)計(jì)后編碼并不矛盾，只是把設(shè)計(jì)分成了多次迭代。

六、防止軟件退化的幾個(gè)習(xí)慣

一是寫(xiě)清楚注釋?zhuān)粌H寫(xiě)“做了什么”，更要寫(xiě)“為什么這么做”。二是保持代碼整潔，發(fā)現(xiàn)“壞味道”就順手改一下，不要等到積重難返。三是團(tuán)隊(duì)統(tǒng)一編碼規(guī)范，減少理解成本。四是定期進(jìn)行代碼評(píng)審，不僅找bug，也看設(shè)計(jì)是否合理。

軟件設(shè)計(jì)不是一次性的藝術(shù)，而是持續(xù)演進(jìn)的過(guò)程。工程師高培認(rèn)為設(shè)計(jì)模式是工具箱里的工具，原則是選工具的準(zhǔn)則，重構(gòu)是保持工具箱整潔的方法。三者結(jié)合，才能讓代碼在變化中保持優(yōu)雅。

審核編輯 黃宇