大家应该对这两个词很熟悉了,但是对词里包含的意义可能并不是特别清楚。首先必须说明的是,程序员和系统分析员不存在谁高级谁低级的分别,他们是两种职业,对职业技能的要求完全不同。所以厉害的程序员就是系统分析员的说法是不对的。当然,系统分析员的技能要求他必须要懂得如何写程序,但是他的重心在于如何把一个很大的项目切割成适合个人的小块,然后将这些小块组织起来。程序员的职责就是如何更好更快的实现这些小块。
在这章之前,我们讨论的都是一个合格的程序员应当具备的技能,当然不止那一些内容。之所以在这里插进来讨论系统分析员的事情,是因为我们的栏目叫做软件工程而不是程序员从入门到精通之类的。
在正式开始之前,我们还是来看在Thinking In Java中作者对分析和设计的一段精辟见解:
分析和设计
面向对象的范式是思考程序设计时一种新的、而且全然不同的方式,许多人最开始都会在如何构造一个项目上皱起了眉头。事实上,我们可以作出一个“好”的设计,它能充分利用OOP提供的所有优点。
请原谅在这里突然出现了OOP这个词,他的意思是面相对象,虽然在之前没有提到,但是在现在OO概念满天飞的软件世界里,大家应该对他不会太陌生。这里我简要的说明一下。在之前我介绍的实际上都是在很早以前程序写作流传下来的经验(什么,教我们老古董,打他!),但是以前的非OO(就是基于过程)的软件设计方法目前在国际上已经很少采用,所以我这里讲软件设计的时候所有的概念都是基于OO的。即使OO的概念很简单的啦,大家思考一下,我们再学习C++的时候一开始使用的类不都是一些动物啦、正方形啦之类的,都是生活中的例子,对吧。其实OO就是我们看世界的一种方式。可是最早由于计算机技术的不发达,我们不得不用一些很奇怪的描述来表达我们的意思,只有这样计算机才能理解,很笨不是吗。比如我们必须使用参数、过程、函数。所以当时的软件设计方法都是基于过程的。举一个简单的例子来显示OO设计方法和基于过程的设计方法之间的差别:一句简单的日常短语--“我吃饭”,用OO的方法来表述还是“我吃饭”,可是如果用基于过程的方法来描述的话就变成“我吃饭(饭)”,是不是很别扭呢。如果大家觉得对于OO的方法还有什么问题的话,可以去看一下软件工程专栏下的另一篇专题:《Thinking In Java赏析》
有关OOP分析与设计的书籍大多数都不尽如人意。其中的大多数书都充斥着莫名其妙的话语、笨拙的笔调以及许多听起来似乎很重要的声明。我认为这种书最好压缩到一章左右的空间,至多写成一本非常薄的书。具有讽剌意味的是,那些特别专注于复杂事物管理的人往往在写一些浅显、明白的书上面大费周章!如果不能说得简单和直接,一定没多少人喜欢看这方面的内容。毕竟,OOP的全部宗旨就是让软件开发的过程变得更加容易。尽管这可能影响了那些喜欢解决复杂问题的人的生计,但为什么不从一开始就把事情弄得简单些呢?因此,希望我能从开始就为大家打下一个良好的基础,尽可能用几个段落来说清楚分析与设计的问题。
不要迷失
在整个开发过程中,最重要的事情就是:不要将自己迷失!但事实上这种事情很容易发生。大多数方法都设计用来解决最大范围内的问题。当然,也存在一些特别困难的项目,需要作者付出更为艰辛的努力,或者付出更大的代价。但是,大多数项目都是比较“常规”的,所以一般都能作出成功的分析与设计,而且只需用到推荐的一小部分方法。但无论多么有限,某些形式的处理总是有益的,这可使整个项目的开发更加容易,总比直接了当开始编码好!
也就是说,假如你正在考察一种特殊的方法,其中包含了大量细节,并推荐了许多步骤和文档,那么仍然很难正确判断自己该在何时停止。时刻提醒自己注意以下几个问题:
(1) 对象是什么?(怎样将自己的项目分割成一系列单独的组件?)
(2) 它们的接口是什么?(需要将什么消息发给每一个对象?)
在确定了对象和它们的接口后,便可着手编写一个程序。出于对多方面原因的考虑,可能还需要比这更多的说明及文档,但要求掌握的资料绝对不能比这还少。
整个过程可划分为四个阶段,阶段0刚刚开始采用某些形式的结构。
阶段0:拟出一个计划
第一步是决定在后面的过程中采取哪些步骤。这听起来似乎很简单(事实上,我们这儿说的一切都似乎很简单),但很常见的一种情况是:有些人甚至没有进入阶段1,便忙忙慌慌地开始编写代码。如果你的计划本来就是“直接开始开始编码”,那样做当然也无可非议(若对自己要解决的问题已有很透彻的理解,便可考虑那样做)。但最低程度也应同意自己该有个计划。
在这个阶段,可能要决定一些必要的附加处理结构。但非常不幸,有些程序员写程序时喜欢随心所欲,他们认为“该完成的时候自然会完成”。这样做刚开始可能不会有什么问题,但我觉得假如能在整个过程中设置几个标志,或者“路标”,将更有益于你集中注意力。这恐怕比单纯地为了“完成工作”而工作好得多。至少,在达到了一个又一个的目标,经过了一个接一个的路标以后,可对自己的进度有清晰的把握,干劲也会相应地提高,不会产生“路遥漫漫无期”的感觉。
从我刚开始学习故事结构起(我想有一天能写本小说出来),就一直坚持这种做法,感觉就象简单地让文字“流”到纸上。在我写与计算机有关的东西时,发现结构要比小说简单得多,所以不需要考虑太多这方面的问题。但我仍然制订了整个写作的结构,使自己对要写什么做到心中有数。因此,即使你的计划就是直接开始写程序,仍然需要经历以下的阶段,同时向自己提出一些特定的问题。
阶段1:要制作什么?
在上一代程序设计中(即“过程化或程序化设计”),这个阶段称为“建立需求分析和系统规格”。当然,那些操作今天已经不再需要了,或者至少改换了形式。大量令人头痛的文档资料已成为历史。但当时的初衷是好的。需求分析的意思是“建立一系列规则,根据它判断任务什么时候完成,以及客户怎样才能满意”。系统规格则表示“这里是一些具体的说明,让你知道程序需要做什么(而不是怎样做)才能满足要求”。需求分析实际就是你和客户之间的一份合约(即使客户就在本公司内部工作,或者是其他对象及系统)。系统规格是对所面临问题的最高级别的一种揭示,我们依据它判断任务是否完成,以及需要花多长的时间。由于这些都需要取得参与者的一致同意,所以我建议尽可能地简化它们——最好采用列表和基本图表的形式——以节省时间。可能还会面临另一些限制,需要把它们扩充成为更大的文档。
我们特别要注意将重点放在这一阶段的核心问题上,不要纠缠于细枝末节。这个核心问题就是:决定采用什么系统。对这个问题,最有价值的工具就是一个名为“使用条件”的集合。对那些采用“假如……,系统该怎样做?”形式的问题,这便是最有说服力的回答。例如,“假如客户需要提取一张现金支票,但当时又没有这么多的现金储备,那么自动取款机该怎样反应?”对这个问题,“使用条件”可以指示自动取款机在那种“条件”下的正确操作。
应尽可能总结出自己系统的一套完整的“使用条件”或者“应用场合”。一旦完成这个工作,就相当于摸清了想让系统完成的核心任务。由于将重点放在“使用条件”上,一个很好的效果就是它们总能让你放精力放在最关键的东西上,并防止自己分心于对完成任务关系不大的其他事情上面。也就是说,只要掌握了一套完整的“使用条件”,就可以对自己的系统作出清晰的描述,并转移到下一个阶段。在这一阶段,也有可能无法完全掌握系统日后的各种应用场合,但这也没有关系。只要肯花时间,所有问题都会自然而然暴露出来。不要过份在意系统规格的“完美”,否则也容易产生挫败感和焦燥情绪。
在这一阶段,最好用几个简单的段落对自己的系统作出描述,然后围绕它们再进行扩充,添加一些“名词”和“动词”。“名词”自然成为对象,而“动词”自然成为要整合到对象接口中的“方法”。只要亲自试着做一做,就会发现这是多么有用的一个工具;有些时候,它能帮助你完成绝大多数的工作。
尽管仍处在初级阶段,但这时的一些日程安排也可能会非常管用。我们现在对自己要构建的东西应该有了一个较全面的认识,所以可能已经感觉到了它大概会花多长的时间来完成。此时要考虑多方面的因素:如果估计出一个较长的日程,那么公司也许决定不再继续下去;或者一名主管已经估算出了这个项目要花多长的时间,并会试着影响你的估计。但无论如何,最好从一开始就草拟出一份“诚实”的时间表,