软件工程与计算II重点整理(第16-19章)
第16章 设计模式
1.如何实现可修改性、可扩展性、灵活性
教材263页
需要进行接口和实现的分离：通过接口和实现该接口的类；通过子类继承父类
注意：继承关系（A＋B）可能使得灵活性下降，因为父类接口的变化会影响子类，这时可以通过组合关系来解决。
利用抽象类机制实现可修改性和可扩展性：只要方法的接口保持不变，方法的实现代码是比较容易修改的，不会产生连锁反应。通过简单修改创建新类的代码，就可以相当容易地做到扩展新的需求（不用修改大量与类方法调用相关的代码。
利用委托机制实现灵活性：继承的缺陷：一旦一个对象被创建完成，它的类型就无法改变，这使得单纯利用继承机制无法实现灵活性（类型的动态改变）。利用组合（委托）机制可以解决这个问题
2.策略模式
设计分析：
1）首先，可以把上下文和策略分割为不同的类实现不同的职责。上下文Context类负责通过执行策略实现自己职责；而策略类Strategy只负责复杂策略的实现。
2）其次，上下文类和策略类之间的关系是用组合代替继承。
3）最后，各种策略则在具体策略类(ConcreteStrategy)中提供，而向上下文类提供统一的策略接口。（客户通常会创建一个ConcreteStrategy对象，然后传递给Context来灵活配置Strategy接口的具体实现）
应用场景：
需要定义同一个行为的多种变体（可以是一个类的行为，也可是多个类的行为）
一个类定义了很多行为，而且通过switch语句进行选择。
相关原则：SRP，OCP+LSP+DIP，使用组合
缺点：代码难以理解（违反显式原则）；需要考虑concreteStrategy由谁来创建的问题
可修改性、可扩展性
符合DIP原则的抽象类（继承）机制：通过定义抽象类与继承（实现）它的子类强制性地做到：接口与实现的分离，进而实现上述质量；强制性地使用抽象类起到接口的作用，强制性地使用子类起到实现的作用
灵活性：组合（委托）机制，动态调整所委托的类，实现灵活性
3.抽象工厂模式
学会区分简单工厂，工厂方法，和抽象工厂
简单工厂：使用一个工厂对象，通过if－else等方式实例化需要的对象
工厂方法：一个抽象方法creator（可以在原来的类中），使用子类继承creator所在的类通过实现
creator方法来实例化需要的对象（实例化推迟到子类）。
抽象工厂：为应对灵活性要求，提供2套接口：一是表现出稳定的工厂行为的工厂接口，二是表现出稳定产品行为的产品接口。从而，实现了工厂多态和产品多态。
需要的是产品组合。有一个抽象工厂，该抽象工厂有所有种类产品的create()，
不同的产品组合拥有不同的具体工厂（继承抽象工厂，实现所有的create()）.
（1）相关原则：不要重复，封装，OCP＋LSP+DIP。可能违法了显式原则。
（2）应用场景：抽象工厂模式可以帮助系统独立于如何对产品的创建、构成、表现。
抽象工厂模式可以让系统灵活配置拥有某多个产品族中的某一个。
一个产品族的产品应该被一起使用，抽象工厂模式可以强调这个限制。
如果你想提供一个产品的库，抽象工厂模式可以帮助暴露该库的接口，而不是实现。
（3）应用注意点：隔离了客户和具体实现。客户可见的都是抽象的接口。
使得对产品的配置变得更加灵活。
可以使得产品之间有一定一致性。同一类产品可以很容易一起使用。
但是限制是对于新的产品的类型的支持是比较困难。抽象工厂的接口一旦定义好，就不容易变更了。
而这个场景的“代价”，或者是“限制”，是一个工厂中具体产品的种类是稳定的。
4.单件模式
为了实现只创建一个对象，首先要让类的构造方法变为私有的；然后只能通过getInstance方法获得Singleton类型的对象的引用。
相关原则：封装，而且使用了全局变量
5.迭代器模式
通过Aggregate创建Iterator
对于遍历这件事情，主要有2个行为：1）是否有下一个元素；2）得到下一个元素。所以，我们设计迭代器接口hasNext()和next()，分别对应前面2个行为。有了这两个接口，就可以完成遍历操作。迭代器提供的方法只提供了对集合的访问的方法，却屏蔽了对集合修改的方法，这样就对我们把集合作为参数可以做到对集合的“值传递”的效果。
体现的原则：针对接口编程；SRP; ISP（接口分离）；OCP＋LSP＋DIP
应用：在同一个集合上进行多种方式的遍历
【题型】给出场景，应用设计模式写出代码
【题型】给出代码，要求用设计模式改写
信息隐藏——策略模式、单件模式
对象创建——抽象工厂、单件模式
接口编程——迭代器模式
策略模式——减少耦合、依赖倒置
抽象工厂——职责抽象、接口重用
单件模式——职责抽象
迭代器模式——减少耦合、依赖倒置
第17、18章 软件构造和代码设计
1.构造包含的活动
详细设计；编程；测试；调试；代码评审；集成与构建；构造管理。
2.名词解释
（1）重构：修改软件系统的严谨方法，它在不改变代码外部表现的情况下改进其内部结构
（2）测试驱动开发：测试驱动开发要求程序员在编写一段代码之前，优先完成该段代码的测试代码。
测试代码之后，程序员再编写程序代码，并在编程中重复执行测试代码，以验证程序代码的正确性。
（3）结对编程：两个程序员挨着坐在一起，共同协作进行软件构造活动
3.给定代码段示例，对其进行改进或发现其中的问题
复杂决策：使用有意义的名称封装复杂决策，例如对于决策“ If( (id>0) && (id<=MAX_ID))”，可以封装为“If ( isIdValid(id) )”，方法isIdValid(id)的内容为 “return ((id>0) && (id<=MAX_ID) )”
数据使用
（1）不要将变量应用于与命名不相符的目的。例如使用变量total表示销售的总价，而不是临时客串for循环的计数器。
（2）不要将单个变量用于多个目的。在代码的前半部分使用total表示销售总价，在代码后半部分不再需要“销售总价”信息时再用total客串for循环的计数器也是不允许的。
（3）限制全局变量的使用，如果不得不使用全局变量，就明确注释全局变量的声明和使用处。
（4）不要使用突兀的数字与字符，例如15（天）、“MALE”等，要将它们定义为常量或变量后使用。
明确依赖关系：类之间模糊的依赖关系会影响到代码的理解与修改，非常容易导致修改时产生未预期的连锁反应。对于这些模糊的依赖关系，需要进行明确的注释
4.契约式设计
契约式设计又称断言式设计，它的基本思想是：如果一个函数或方法，在前置条件满足的情况下开始执行，完成后能够满足后置条件，那么这个函数就是正确、可靠的。见书上示例P308
（1）异常
（2）断言：assert Expression1( : Expression2)
Expression1 是一个布尔表达式，在契约式设计中可以将其设置为前置条件或者后置条件；
Expression2 是一个值，各种常见类型都可以；
如果Expression1 为true，断言不影响程序执行；如果Expression1 为false，断言抛出AssertionError 异常，如果存在Expression2 就使用它作为参数构造AssertionError。
5.防御式编程
优点：显著提高可靠性
防御式编程的基本思想是：在一个方法与其他方法、操作系统、硬件等外界环境交互时，不能确保外界都是正确的，所以要在外界发生错误时，保护方法内部不受损害。与契约式设计有共同点，又有很大的差异。共同点是他们都要检查输入参数的有效性。差异性是防御式编程将所有与外界的交互都纳入防御范围，如用户输入的有效性、待读写文件的有效性、调用的其他方法返回值的有效值……
编程方式：异常与断言。
输入参数是否合法？
用户输入是否有效？
外部文件是否存在？
对其他对象的引用是否为NULL？
其他对象是否已初始化？
其他对象的某个方法是否已执行？
其他对象的返回值是否正确？
数据库系统连接是否正常？
网络连接是否正常？
网络接收的信息是否有效？
6.表驱动
对于特别复杂的决策，可以将其包装为决策表，然后用使用表驱动编程的方式加以解决。示例见书上P307
7.单元测试用例的设计
MockObject创建桩程序
第19章 软件测试
1.白盒测试和黑盒测试的常见方法，并比较优缺点【必考】
（1）黑盒测试：基于规格的技术，是把测试对象看做一个黑盒子，完全基于输入和输出数据来判定测试对象的正确性，测试使用测试对象的规格说明来设计输入和输出数据。
常见方法：等价类划分（把输入按照等价类划分，包括有效和无效）；边界值分析；决策表；状态转换。
（2）白盒测试：基于代码的技术，将测试对象看成透明的，不关心测试对象的规格，而是按照测试对象内部的程序结构来设计测试用例进行测试工作。
2.能解释并区别白盒测试三种不同的方法【必考】
语句覆盖、分支覆盖和路径覆盖。教材329页
语句覆盖：确保被测试对象的每一行程序代码都至少执行一次
条件覆盖：确保程序中每个判断的每个结果都至少满足一次
路径覆盖：确保程序中每条独立的执行路径都至少执行一次
【题型】给出一个场景，判断应该使用哪种测试方法，如何去写（JUnit基本使用方法）
给出功能需求——写功能测试用例
给出设计图——写集成测试用例，Stub和Driver
给出方法描述——写单元测试用例，MockObject
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