【正文】 子程序 (標(biāo)準(zhǔn)過程或函數(shù) )的形式出現(xiàn)，并且接口說明必須準(zhǔn)確、清楚。繼承是指在定義新的子類時(shí)可利用庫中已有的父類的屬性和操作。 與圖形用戶界面有關(guān)的一種典型的類庫結(jié)構(gòu)如圖 所示。否則必須以類庫中的基類為父類，采用構(gòu)造法或子類法派生出子類。下面主要介紹復(fù)用技術(shù)的各個(gè)子任務(wù)對(duì)于 CASE 工具的大致需求。 分析：實(shí)施軟件復(fù)用的目的是要使軟件開發(fā)工作進(jìn)行得是更快、更好、更省。這些非面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言構(gòu)件技術(shù)的成功實(shí)踐說明了：實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用并不限于面向?qū)ο笳Z言構(gòu)件或類庫。 ? 缺乏可復(fù)用的構(gòu)件：者反映在許多方面。創(chuàng)建可復(fù)用構(gòu)件既困難又昂貴。在一定程度上，這項(xiàng)工作要依賴于預(yù)測(cè)的可靠性 (預(yù)測(cè)需要哪些應(yīng)用層的可靠性和構(gòu)件層的可靠性 )，這也關(guān)系到我們要冒多大的風(fēng)險(xiǎn)。一些經(jīng)過實(shí)踐證實(shí)的解決方案可以拿來可靠地解決新問題。例如，可以對(duì)與客戶的專業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的設(shè)計(jì)作出圖解或文字說明。首先，它支持 ( H )的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這使得設(shè)計(jì)者可以把一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)按遞增的步驟分解開來；其次，它支持 ( I )，像管道結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)一樣，因?yàn)槊恳粚又炼嗪拖噜彽纳舷聦咏换?，因此，功能的改變最多只影響相鄰的上下層。在這一應(yīng)用論域中，每一層提供一級(jí)抽象的功能，作為上層通信的基礎(chǔ)。 ( B )，例如面向?qū)ο蠓椒ɑ驀?guó)家制定的軟件開發(fā)規(guī)范的復(fù)用。軟件成分的復(fù)用又可進(jìn)一步劃分為三個(gè)級(jí)別： ① 代碼復(fù)用（源代碼剪貼、源代碼包含、繼承）；② 設(shè)計(jì)結(jié)果復(fù)用；③ 分析結(jié)果復(fù)用（這是一種更高級(jí)別的復(fù)用，即復(fù)用某個(gè)系統(tǒng)的分 析模型）。 四、習(xí)題 【 81】軟件復(fù)用的含義是什么？軟件復(fù)用的范圍有哪些方面？ 【 82】簡(jiǎn)述 軟件復(fù)用的大致過程。系統(tǒng)地軟件復(fù)用的實(shí)質(zhì)是： ( C )先投資，即界定并仔細(xì)地創(chuàng)建出可復(fù)用的資源，從而可以使得( D )能夠又快又省地開發(fā)應(yīng)用軟件。典型的 抽象方法有 3 種。右圖是一種 4 層次的分層體系結(jié)構(gòu)，請(qǐng)選擇B、 C、 D、 E。 ( B )描述構(gòu)件的 ( F )如何實(shí)現(xiàn)。因此，可以創(chuàng)建一組類屬 的體系結(jié)構(gòu)模板，將這些模板作為可復(fù)用的涉及框架。 ⑧ 用戶界。 ② 成本估計(jì)：由于不同項(xiàng)目中常包含類似的功能，所以有可能在極少修改或不修改的情況下，復(fù)用對(duì)該功能的成本估計(jì)。 ( A )描述構(gòu)件做什么。 供選擇的答案： A ? B. ① 數(shù)據(jù)抽象 ② 需求抽象 ③ 設(shè)計(jì)抽象 ④ 過程抽象 ⑤ 功能抽象 ⑥ 實(shí)例抽象 D ? G. ① 異步 ② 程序 ③ 線程 ④ 用戶 ⑤ 功能 ⑥ 同步 【 87】所謂分層式體系結(jié)構(gòu)是按層組 織的軟件的一種軟件體系結(jié)構(gòu)，其中，每一層的軟件建立在低一層的軟件層上。而 ( E )技術(shù)中的 ( F )機(jī)制則有使開發(fā)簡(jiǎn)化、維護(hù)復(fù)雜的兩面性。這個(gè)活動(dòng)就叫做 ( A )?？梢姡ㄟ^軟件復(fù)用來提高軟件生產(chǎn)率， 并不是一件輕而易舉的事情。 供選擇的答案： A ? E. ① 知識(shí)復(fù)用 ② 分析結(jié)果復(fù)用 ③ 代碼復(fù)用 內(nèi)核 基本工具 有用的系統(tǒng) 用戶 過程調(diào)用 不同元素組合 20 rtLLtrLL R)C/C1(1 Crnn??ttELnnEL R)C/C(1 Crnntrnn L)E/E(1 ER)C/C1(1 CP rnn??? ④ 方法與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用 ⑤ 設(shè)計(jì)結(jié)果復(fù)用 ⑥ 軟件成分復(fù)用 F ? H. ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 答案： A. ① , B. ④ , C. ③ , D. ⑤ , E. ② , F. ④ , G. ② , H. ③。這樣，就可以定義一組標(biāo)準(zhǔn)的接口，并允許有各種不同的實(shí)現(xiàn)方法 (典型的例子是 ISO OSI 參考模型和某些 X Windows 的系統(tǒng)協(xié)議 )。如圖所示。在這種系統(tǒng)中， ( E )是實(shí)現(xiàn)在層次結(jié)構(gòu)中的一些虛擬機(jī)， ( F ) 19 是層次與層次之間交互的協(xié)議， ( G )包括對(duì)層次之間交互的限制。例如，分析管道過濾器系統(tǒng)的可調(diào)度性 (吞吐量、延時(shí)、 死鎖的解決 )是可行的，但對(duì)于任意的、或用其它方法構(gòu)造的架構(gòu)來說，這種分析可能毫無意義。有原則地使用體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格可帶來一系列實(shí)際的好處。創(chuàng)建可復(fù)用構(gòu)件既困難又昂貴。而過去的工程缺乏這方面的工具。這里所說的“工程”是指軟件開發(fā)工程，其技術(shù)和方法面對(duì)復(fù)用的需要已顯得低效，主要表現(xiàn)在： ? 缺乏界定手段：為了軟件復(fù)用，需要循軟件開發(fā)流程的各個(gè)階段，通過分析它們的描述模型，明確界定出潛在可復(fù)用的部分，被界定出的部分，可能是可 被復(fù)用的部分，也可能是可被可復(fù)用構(gòu)件代用的部分。這些新技術(shù)包括微軟的 Visual Basic、 Active X、 OLE(對(duì)象鏈接與嵌入 )，SUN 公司的 Java， OMG 公司的 CORBA(公用對(duì)象請(qǐng)求代理程序體系結(jié)構(gòu) )、 IDL(接口定義語言 )等。 供選擇的答案： A. ① 更簡(jiǎn)捷 ② 更方便 ③ 更快、更好、更省 ④ 更豐富 B. ① 復(fù)用 率 ② 功能擴(kuò)充 ③ 效率 ④ 空間利用率 C, D. ① 軟件 ② 固件 ③ 構(gòu)件 ④ 屬性 ⑤ 對(duì)象 ⑥ 事物 ⑦ 數(shù)據(jù) ⑧ 代碼 E?G. ① office ② Visual Basic ③ Active X ④ Photoshop ⑤ OLE ⑥ Fortran ⑦ COBOL ⑧ Delphi 答案： A. ③ , B. ① , C. ③ , D. ⑤ , E. ② , F. ③ , G. ⑤。子類法利用了面向?qū)ο蟮姆庋b和繼承的特性。這與其它可復(fù)用構(gòu)件庫的檢索截然不同。這種結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實(shí)問題空間的實(shí)體繼承關(guān)系有某種自然、直接的對(duì)應(yīng)。封裝意味著可以將表示構(gòu)件的類看作黑盒子。下面簡(jiǎn)單介紹前兩種。如果這種調(diào)整仍不能使構(gòu)件適應(yīng)新的軟件項(xiàng)目，用戶就必須借助設(shè)計(jì)信息和說明文檔來理解、修改構(gòu)件。 逆向工程是理解構(gòu)件的另一種重要手段。理論上，理想的檢索方法是語義匹配：可復(fù)用構(gòu)件庫的用戶以形 13 式化的手段描述所需要的構(gòu)件的功能或行為的語義，系統(tǒng)通過定理證明或基于知識(shí)的推理過程尋找語義上等價(jià)的或相近的構(gòu)件。 ③ 超文本檢索 這種 檢索方法的步驟是：用戶首先給出一個(gè)或若干個(gè)關(guān)鍵詞，系統(tǒng)在構(gòu)件的說明文檔中做精確的或模糊的語法匹配。 ② 多面檢索 這種檢索方法基于多面分類法。但還可以把 Java 看作是組織分布對(duì)象的一個(gè)重要部分，通過Java 可將對(duì)象移到不同的機(jī)器上，從而改變客戶機(jī) ― 服務(wù)器系統(tǒng)的應(yīng)用劃分。 中間件層位于次高層下面，它為次頂層的各個(gè)構(gòu)件庫系統(tǒng)提供實(shí)用軟件類，以及不依賴于平臺(tái)的服務(wù)。圖 給出一種典型的 4 層次體系結(jié)構(gòu)。 因此，在分層的體系結(jié)構(gòu)中，最高層是應(yīng)用層，可包容許多應(yīng)用系統(tǒng)。所有的方法大致歸 為 3 個(gè)主要的方面：圖書館和信息科學(xué)方法、人工智能方法和超文本系統(tǒng)。為此，需要完全地描述構(gòu)件的接口和表示語義 (表示在前置條件和后置條件的上下文中 )。對(duì)于可復(fù)用構(gòu)件庫而言，結(jié)點(diǎn)可以是論域的概念、功能或行為名稱、構(gòu)件名稱等，在圖形用戶界面上，結(jié)點(diǎn)可以是字符串，也可以是圖像、聲音、動(dòng)畫等。多面分類法的所有語法構(gòu)件 (“面”、“概念”、同義詞、一般化概念、差 異性權(quán)值 )均取材于論域分析的結(jié)果。 作為一個(gè)簡(jiǎn)單的在構(gòu)件分類中使用“面”的例子，面描述子的模式可以是： { 功能，對(duì)象類型，系統(tǒng)類型 } 面描述子中每一個(gè)“面” 可含有 1 個(gè) 或多個(gè)特征值，這些值一般是描述性的關(guān)鍵詞。如果無法找到構(gòu)件應(yīng)從屬的關(guān)鍵詞，可以擴(kuò)充現(xiàn)有的關(guān)鍵詞分類結(jié)構(gòu)，引進(jìn)新的關(guān)鍵詞。真實(shí)的構(gòu)件都被羅列在枚舉層次中任一路徑的最低層。 8 ⑥ 成立構(gòu)件質(zhì)量保證小組。 ② 在構(gòu)件的設(shè)計(jì)過程中必須預(yù)先考慮構(gòu)件對(duì)于各類可能的硬件環(huán)境的可移植性和對(duì)于不同軟件環(huán)境的適應(yīng)能力。對(duì)于代碼級(jí)軟件構(gòu)件的開發(fā)者，必須注意遵循以下的程序設(shè)計(jì)原則。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言中的“類”是一種典型的基于數(shù)據(jù)抽象的軟件構(gòu)件。這些輔助可以用結(jié)構(gòu)化語言或其它標(biāo) 識(shí)機(jī)制描述，但最好以相應(yīng)的需求級(jí)或設(shè)計(jì)級(jí)軟件構(gòu)件的形式出現(xiàn)。問題描述及論域知識(shí)均使用論域語言，必要時(shí)可輔以結(jié)構(gòu)化的自然語言。 ? 結(jié)構(gòu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)做到信息隱蔽 ，將所有在結(jié)構(gòu)點(diǎn)內(nèi)部包含的復(fù)雜性封裝 (或隔離 )在結(jié)構(gòu)點(diǎn)內(nèi)部。 每一個(gè)應(yīng)用論域都可以一個(gè)結(jié)構(gòu)模型來特征化。此時(shí)不推薦復(fù)用。 若設(shè)某一可復(fù)用軟件構(gòu)件 p 的論域特征的集合為 {Dp}，集合中每一項(xiàng) Dpi 表示某一特定的論域特征。 應(yīng)當(dāng)注意的是，論域分析適合于任何一種軟件工程范型。最后，當(dāng)可復(fù)用構(gòu)件構(gòu)造好并放入可復(fù)用構(gòu)件庫中 (在論域工程中進(jìn)行 )之后，它們就可以在軟件構(gòu)造活動(dòng)中供軟件開發(fā)人員使用。特定的分析建模方法、檢查技術(shù)、測(cè)試用例設(shè)計(jì)技術(shù)、質(zhì)量保證過程，以及很多其它軟件工程實(shí)踐都可以被“復(fù)用”。 ⑧ 用戶界面 ：這可能是最廣泛被復(fù)用的軟件元素。 ③ 體系結(jié)構(gòu) ：即便應(yīng)用論域千差萬別，但程序和數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)大同小異。事實(shí)上，幾乎所有的軟件復(fù)用活動(dòng)都 是在 CASE 工具的幫助下進(jìn)行的。這些步驟構(gòu)成軟件構(gòu)件的構(gòu)造活動(dòng)。 (2) 軟件復(fù)用的過程和意義 軟件復(fù)用可以區(qū)分為橫向復(fù)用和縱向復(fù)用。到 70 年代的早期，在語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操 作系統(tǒng)、程序變換等方面各種技術(shù)的發(fā)展，都與代碼的復(fù)用有關(guān)。 5. 了解 可復(fù)用構(gòu)件庫的組織，包括可復(fù)用構(gòu)件的 3C 模型 。 4. 了解 可復(fù)用構(gòu)件的構(gòu)造原則和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 。 早在 50 年代用機(jī)器語言編寫程序的時(shí)期，計(jì)算正弦、余弦、對(duì)數(shù)等的標(biāo)準(zhǔn)子程序包就開創(chuàng)了復(fù)用的先河。因此，軟件復(fù)用不但要討論如何檢索所需的軟件構(gòu)件以及如何對(duì)它們進(jìn)行必要的修剪，而且還要解決如何選取可復(fù)用構(gòu)件、如何組織可復(fù)用構(gòu) 件庫等問題。然后將軟件構(gòu)件和它們的文檔存入可復(fù)用構(gòu)件庫，成為可供未來開發(fā)項(xiàng)目使用的可復(fù)用資源。支持軟件復(fù)用 的 CASE 工 具的主要工作是：用某種組織形式實(shí)現(xiàn)可復(fù)用構(gòu)件的存儲(chǔ)，提供友好的人機(jī)界面，幫助用戶瀏覽、檢索和修改可復(fù)用構(gòu)件庫，對(duì)用戶感興趣的軟件構(gòu)件進(jìn)行解釋。 ② 成本估計(jì) ：由于不同項(xiàng)目中常包含類似的功能，所以有可 能在極少修改或不修改的情況下，復(fù)用對(duì)該功能的成本估計(jì)。 ⑦ 用戶文檔和技術(shù)文檔 ：即便特定的應(yīng)用不同，但也經(jīng)常有可能復(fù)用用戶文檔和技術(shù)文檔中的大部分內(nèi)容?！? 表 軟件復(fù)用在 4 年后的回報(bào)價(jià)值 可復(fù)用軟件要素 4 年后的回報(bào) 可復(fù)用軟件要素 4 年后的回報(bào) 項(xiàng)目計(jì)劃 $ 源程序代碼 $ 成本估計(jì) $ 用戶文檔和技術(shù)文檔 $ 體系結(jié)構(gòu) $ 用戶界面 $ 需求模型和規(guī)格說明 $ 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) $ 設(shè)計(jì) $ 測(cè)試用例 $ 需要注意的是，復(fù)用還可以擴(kuò)展到以上所討論的可交付的軟件要素之外，它還包含了軟件工程過程中的元素。軟件體系結(jié)構(gòu) (及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)點(diǎn) )為應(yīng)用的設(shè)計(jì)提供了輸入。 圖 針對(duì)復(fù)用的過程模型 論域分析的過程如下： ? 定義將要研究的論域； ? 分類從論域中抽取出來的項(xiàng)； ? 收集論域中應(yīng)用的有代表性的樣本； ? 分析樣本中的每一個(gè)應(yīng)用； ? 開發(fā)對(duì)象的分析模型。例如，類屬屬性可能包括有：安全性∕可靠性的重要性、程序設(shè)計(jì)語言、處理中的并發(fā)性，以及其它許多內(nèi)容。 ? 顯著相關(guān)，且若新軟 件 不具有此特征則復(fù)用是無效的。這樣，許多體系結(jié)構(gòu)單元都可以通過這些元素中的一些簡(jiǎn)單的交互模式來描述。 ? 使用結(jié)構(gòu)點(diǎn)的管理規(guī)則應(yīng)是容易理解的，使用結(jié)構(gòu)點(diǎn)的界面應(yīng)比較簡(jiǎn)單。 (1) 需求和設(shè)計(jì)級(jí)的軟件構(gòu)件 需求級(jí)軟件構(gòu)件通常包括問題 (及子問題 )描述、有關(guān)的論域知識(shí)、相應(yīng)的需求規(guī)格說明。代碼級(jí)軟件構(gòu)件不僅應(yīng)包含通常的程序代碼段，還應(yīng)輔以相應(yīng)的注釋和上下文說明。構(gòu)件的內(nèi)部狀態(tài)可由構(gòu)件的內(nèi)部操作來更新。這些標(biāo)準(zhǔn)都與構(gòu)件開發(fā)過程中的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格密切相關(guān)。由于條件的限制及未來運(yùn)行環(huán)境的不可窮舉性，這種方法對(duì)于構(gòu)件的質(zhì)量保證并不充分，必須與其它方法配合使用。這對(duì)于確保構(gòu)件質(zhì)量，提高可復(fù)用性、可理解性和易組裝性有重要的意義。在這個(gè)層次中定義軟件構(gòu)件的類以及不同層次的子類。 9 當(dāng)加入新的構(gòu)件時(shí)，庫管理員必須對(duì)構(gòu)件的功能或行為進(jìn)行分析，在瀏覽上述關(guān)鍵詞分類結(jié)構(gòu)的同時(shí)，將構(gòu)件置于最合適的原子層關(guān)鍵詞之下。通常，限制面的描述不超 過 7 到 8 個(gè)面。例如，可以采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的表格來描述它們。一般地，結(jié)點(diǎn)是一個(gè)信息塊。 ? 概念：描述軟件構(gòu)件做什么。關(guān)于可復(fù)用構(gòu)件的分類模式，已有不少文章討論過。一個(gè)層次可視為同等通用檔次的一組 (子 )系統(tǒng)。層次的數(shù)目、層次的名稱、層次的內(nèi)容可隨情況而定。特定業(yè)務(wù)層的軟件建立在中間件之上。它是一種語言，故它應(yīng)該位于系統(tǒng)軟件層。 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)相似構(gòu)件的查找。 ④ 其它檢索方法 上述檢索方法都是基