软件设计的系统思维

Author	Guodong Zhu
Version	1.0.0

软件开发者的烦恼

对于入门编程的人来说，首先投入的是编程语言的学习，这个阶段主要是在摸索如何运用语言去表达想要实现的功能，也就是怎样给计算机发正确的操作指令。经过一段时间、一些项目的训练，便可以积累起常用的语言技巧，比如C++的类继承、虚函数，Java的接口、同步锁等等，在语言这个层面，逐渐熟练起来。

随着参入编写的软件复杂度的增加，苦恼也随之出现：bug五花八门；新功能加不进去；每修改少量代码，便引出大量问题；按下葫芦浮起瓢……逐渐陷入了被代码所折磨的境地。

此时心中常常泛起困惑：是否有更好的软件实现方式？程序员只能机械式的面向API手册编程、面向谷歌搜索编程，面向bug编程吗？如何写成更庞大、更复杂、质量更高的软件？

软件设计：系统性工具

就像苏格拉底所说：“未经审视的人生是不值得过的”，未经过精心设计的软件大多是混乱、错误、低劣的产物。软件开发的先行者们摸索出一条软件复杂度的应对之策：软件设计。软件设计的内涵是：从更高的层次，更广阔的视角去察看、分析软件。它将软件作为一个整体、一个系统来综合看待和处置，在这个系统中，各个模块各司其职，又相互配合，对外提供复杂的功能。

软件设计的核心是应对软件复杂度，这其中包括了产品需求的复杂度和软件功能的复杂度，当然，大量的需求需要集成大量的功能来实现，这是因和果的关系，因此，根本上，软件设计的核心是应对软件需求的复杂度。

软件设计是一个工具箱，打开这个工具箱，我们可以看到：SOLID原则、设计模式、架构设计、软件重构、软件测试等等。下面就走马观花，看看其中几点：

• SOLID原则：以5个面向对象的基本设计原则（单一功能、开闭原则、里氏替换、接口隔离、依赖反转）的首字母命名。当这些原则被应用时，一个软件能够获得更好的维护性和扩展能力。

• 软件重构：本质上就是软件修改。软件并不是一成不变，它会随着时间发展和演进，如何修改软件的一部分是开发者工作的主要内容之一，软件重构的主旨便是探索如何更好地修改软件。

• 软件测试：软件测试的wiki定义是：一种用来促进鉴定软件的正确性、完整性、安全性和质量的过程。其中TDD（Test-drived Development，软件驱动开发）是一种受推崇的软件开发实践。一种通俗的理解是，测试就像是一把尺子，一种测量工具，比如：常见的ST、UT就像是米尺和厘米尺，用来量不同量级的长度（模块功能和函数功能）。

软件开发中的系统思维

大多软件总是以一个功能集合的整体形式提供给用户使用。这样看来，软件设计，便是回归问题的本原，是一个位于相同（整体）层次下的解决方案。更进一步，纵观这个问题的处理过程，也可以得到一个结论：良好的软件开发需要具备系统思维。

程序开发中引发困扰的一个常见因素便是过度陷于实现的细节，执着于如何操作具体的文件，如何操作具体的数据库字段，不是说这些不重要，但不分层次，不做抽象，就可能埋下系统性冲突的“雷”，这也就是我们常说的典型“技术债务”的之一。因此，从积累编写更优秀程序的能力角度来说，我们追求逻辑自洽、实现完备、高内聚低耦合的软件系统，系统思维正是其中关键。