實(shí)踐中的代碼復(fù)雜性第一部分：軟件復(fù)雜性介紹

想象一下，你走進(jìn)一個(gè)熙熙攘攘的工作室——這里不是機(jī)器嗡嗡作響的地方，而是人們齊心協(xié)力的思想。這才是軟件編程的真正本質(zhì)：集體努力，代碼不僅是機(jī)器的指令，也是開發(fā)人員的共同語(yǔ)言。然而，與口頭語(yǔ)言不同，代碼往往會(huì)成為一種晦澀難懂的方言，籠罩在復(fù)雜性之中，新手難以理解。這就是為人類編寫代碼的藝術(shù)發(fā)揮作用的地方，將神秘的腳本轉(zhuǎn)化為其他人可以輕松理解的敘述。

畢竟，我們代碼的主要用戶群是軟件工程師;那些目前正在與我們合作或?qū)?lái)會(huì)為我們的代碼工作的人。這改變了我們的軟件開發(fā)思維。僅僅為機(jī)器理解和執(zhí)行編寫代碼是不夠的。這是必要的，但還不夠。如果我們的代碼易于人類閱讀和理解，那么我們就朝著可管理的代碼復(fù)雜性邁出了足夠的一步。

本文重點(diǎn)介紹以人為本的代碼如何幫助實(shí)現(xiàn)可控的代碼復(fù)雜性。有許多最佳實(shí)踐，但應(yīng)仔細(xì)思考并考慮我們的環(huán)境來(lái)處理它們。最后，使用叢林隱喻來(lái)解釋代碼復(fù)雜性的一些基本動(dòng)態(tài)。

復(fù)雜的迷宮

所有人類可讀代碼的天敵是什么?復(fù)雜性。隨著項(xiàng)目的發(fā)展、功能的增加以及屏幕上代碼行的蜿蜒，理解代碼成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，開發(fā)人員采用了一套經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的原則，作為對(duì)抗混亂的武器。重要的是要記住復(fù)雜性是不可避免的。它可能是最小的復(fù)雜性或高的復(fù)雜性，但這里的一個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)是復(fù)雜性會(huì)悄悄出現(xiàn)，但它不必征服我們的代碼。 我們必須保持警惕并盡早采取行動(dòng)，這樣我們才能編寫不斷增長(zhǎng)而不是呻吟的代碼。

慢下來(lái)

通過(guò)應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)、清晰的命名約定、適當(dāng)?shù)奈臋n和下一段中提到的原則等最佳實(shí)踐，我們可以顯著降低復(fù)雜性增加的速度。這使得代碼更容易理解、維護(hù)和修改，即使它增長(zhǎng)。

打破復(fù)雜性

我們可以使用重構(gòu)和代碼審查等技術(shù)來(lái)識(shí)別和消除現(xiàn)有代碼庫(kù)中不必要的復(fù)雜性。這并不能消除所有復(fù)雜性，但可以顯著減少。

選擇更好的工具和方法

較新的編程語(yǔ)言和范例通常注重通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)降低復(fù)雜性。例如，函數(shù)式編程提倡不變性和模塊化，這可以減少代碼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。

徹底消除復(fù)雜性

降低代碼復(fù)雜性是一回事，減少它是另一回事，而完全消除它是另一回事，在實(shí)踐中很少能實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的原則

下面，我們可以找到一些可能有助于我們對(duì)抗復(fù)雜性的原則示例。這絕不是一個(gè)詳盡的清單，但它有助于說(shuō)明我們的觀點(diǎn)：環(huán)境是王道。雖然這些原則提供了寶貴的指導(dǎo)，但嚴(yán)格遵守有時(shí)會(huì)適得其反。始終考慮項(xiàng)目的具體環(huán)境。過(guò)度應(yīng)用單一職責(zé)或接口隔離等原則可能會(huì)導(dǎo)致代碼庫(kù)臃腫，從而掩蓋核心功能。

別讓我思考

努力讓代碼讀起來(lái)自然，并且只需付出最少的腦力勞動(dòng)就能理解。使用清晰的邏輯和不言自明的結(jié)構(gòu)，而不是過(guò)于復(fù)雜的設(shè)計(jì)。盡可能讓自己和他人都能輕松理解代碼。

封裝

將相關(guān)數(shù)據(jù)和功能分組到類或模塊內(nèi)，以促進(jìn)數(shù)據(jù)隱藏和更好的組織。

松耦合

最大限度地減少代碼庫(kù)不同部分之間的依賴性，使得修改和測(cè)試單個(gè)組件變得更加容易。

關(guān)注點(diǎn)分離

將代碼分為不同的層(例如，表示、業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)訪問(wèn))，以提高可維護(hù)性和可重用性。

可讀性

使用有意義的名稱、一致的格式和注釋來(lái)解釋代碼背后的“為什么”。

設(shè)計(jì)模式(明智)

理解并應(yīng)用這些常見(jiàn)的解決方案，但不要強(qiáng)迫使用它們。例如，SOLID 原則可以總結(jié)如下：

單一職責(zé)原則(SRP)

想象一下一把擁有百萬(wàn)種工具的瑞士軍刀。雖然很酷，但不切實(shí)際。同樣，代碼應(yīng)該專注于每個(gè)類的一個(gè)明確定義的任務(wù)。這使得修改代碼時(shí)更容易理解、維護(hù)和避免意外后果。

開放/封閉原則(OCP)

想想樂(lè)高積木。你可以構(gòu)建無(wú)數(shù)東西而不用改變單個(gè)積木本身。在軟件方面，OCP 鼓勵(lì)通過(guò)擴(kuò)展添加新功能，而不改變核心代碼。這可以保持代碼的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

fbusin 替代原則 (LSP)

想象一下派你的朋友代替你工作。他們可能會(huì)做些略有不同的事情，但他們應(yīng)該無(wú)縫地履行相同的職責(zé)。LSP 確保子類型(繼承)可以無(wú)縫替換其基類型，而不會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤或意外行為。

接口隔離原則 (ISP)

想象一下遙控器上所有按鈕都擠在一起。很混亂，對(duì)吧?ISP 提倡創(chuàng)建更小、更專業(yè)的界面，而不是一個(gè)巨大的界面。這使得代碼更清晰、更易于使用，因?yàn)椴煌牟糠种慌c它們需要的功能交互。

依賴倒置原則 (DIP)

想象一下每個(gè)任務(wù)都依賴特定工具。不切實(shí)際!DIP 建議依賴抽象(接口)而不是具體實(shí)現(xiàn)。這允許您輕松交換實(shí)現(xiàn)而不影響其余代碼，從而提高靈活性和可測(cè)試性。

重構(gòu)

定期重新審視和改進(jìn)代碼庫(kù)以提高清晰度和效率。

簡(jiǎn)單 (KISS)

優(yōu)先考慮清晰的設(shè)計(jì)，避免不必要的功能和過(guò)度設(shè)計(jì)。

DRY(不要重復(fù)自己)

通過(guò)使用函數(shù)、類和模塊消除代碼重復(fù)。

文檔

為代碼和軟件使用寫出清晰的解釋，以幫助用戶和未來(lái)的開發(fā)人員。

濫用如何導(dǎo)致適得其反

雖然上述原則旨在清晰和簡(jiǎn)單，但誤用這些原則可能會(huì)導(dǎo)致相反的效果。以下是一些例子。

1. 過(guò)度使用 SOLID

嚴(yán)格的 SRP

想象一下，將一個(gè)具有多項(xiàng)明確職責(zé)的類拆分成多個(gè)較小的類，每個(gè)類處理一項(xiàng)微小的任務(wù)。這會(huì)因眾多的類和依賴關(guān)系而產(chǎn)生不必要的復(fù)雜性，妨礙理解。

強(qiáng)迫癥

為每個(gè)潛在的未來(lái)擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)接口，即使對(duì)于不太可能出現(xiàn)的情況，也可能會(huì)因未使用的抽象而導(dǎo)致代碼庫(kù)膨脹，并使理解實(shí)際功能變得復(fù)雜。

2. 誤用設(shè)計(jì)模式

強(qiáng)制工廠模式

在直接創(chuàng)建對(duì)象時(shí)應(yīng)用工廠模式是有意義的，但會(huì)引入不必要的復(fù)雜性和抽象，尤其是在較簡(jiǎn)單的項(xiàng)目中。

過(guò)度殺戮單身人士

為每個(gè)服務(wù)或?qū)嵱贸绦蝾愂褂脝卫Ｊ?，即使在沒(méi)有必要的情況下也會(huì)產(chǎn)生全局狀態(tài)管理問(wèn)題和緊密耦合的代碼。

3.過(guò)度重構(gòu)

重構(gòu)狂熱

在沒(méi)有明確目標(biāo)或理由的情況下不斷重構(gòu)可能會(huì)引起混亂，使代碼庫(kù)變得不穩(wěn)定，其他開發(fā)人員更難跟進(jìn)。

過(guò)早優(yōu)化

過(guò)早地針對(duì)未來(lái)潛在的性能瓶頸優(yōu)化代碼可能會(huì)產(chǎn)生可能永遠(yuǎn)不需要的復(fù)雜解決方案，從而增加不必要的開銷并降低可讀性。

4. 對(duì)封裝的誤解

數(shù)據(jù)堡壘

過(guò)度嚴(yán)格的封裝，將所有內(nèi)部數(shù)據(jù)和方法隱藏在復(fù)雜的訪問(wèn)器后面，會(huì)妨礙理解并使代碼更難測(cè)試和修改。

5. 忽視背景

盲目應(yīng)用原則

嚴(yán)格遵守原則而不考慮項(xiàng)目的具體需求可能會(huì)導(dǎo)致解決方案對(duì)于特定情況來(lái)說(shuō)過(guò)于復(fù)雜和繁瑣。

記住

· 目標(biāo)是將這些原則用作指導(dǎo)方針，而不是嚴(yán)格的規(guī)則。

· 簡(jiǎn)單和清晰至關(guān)重要，即使這意味著在特定情況下偏離原則。

· 背景為王：根據(jù)項(xiàng)目的獨(dú)特需求和復(fù)雜性調(diào)整您的方法。

通過(guò)了解這些潛在的陷阱并明智地運(yùn)用這些原則，您可以使用它們編寫清晰高效的代碼，避免過(guò)度設(shè)計(jì)的陷阱。

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