麻省理工18年春软件构造课程阅读07“设计规格说明” 1

【软件构造课程阅读07“设计规格说明”】 在软件工程中，设计规格说明是描述软件功能的关键步骤，它帮助开发者明确系统预期的行为。本文主要关注声明性规格说明与操作性规格说明的区别，以及决定性与待决定性规格说明的概念。 声明性规格说明不涉及具体实现细节，它只关注输出的性质和它与输入的关系。这种规格说明的优点在于它提供了一种抽象的方式来表达需求，使得设计更加灵活，开发者可以根据规格说明自由选择实现方法。在多数情况下，声明性规格说明更为适合，因为它鼓励模块化的设计和独立于实现的测试。 决定性规格说明（fully deterministic）是指对于满足前置条件的输入，输出是唯一确定的。例如，`findExactlyOne`函数的规格说明要求在数组中`val`只出现一次，返回其唯一出现的索引。这确保了无论何时调用，只要输入符合要求，结果都是固定的。 相反，待决定性（underdetermined）规格说明不指定具体输出，只保证输出的某些属性。例如，`findOneOrMore, AnyIndex`函数的规格说明只要求返回一个能匹配`val`的索引，而不规定是第一个还是最后一个。这样的规格说明允许多种实现方式，如`findFirst`和`findLast`，它们都满足规格说明，但输出可能不同。 规格说明的“强度”指的是它对实现的约束程度。强度较高的规格说明可能只允许少数几种实现，而强度较低的则可能有多种满足要求的实现。例如，`findExactlyOne`的强度高于`findOneOrMore, AnyIndex`，因为前者要求输出唯一，后者则不指定具体哪个。 理解这些概念对于编写清晰、逻辑严密的规格说明至关重要。好的规格说明应该既能准确地表达需求，又留给实现足够的灵活性。在设计规格说明时，需要权衡决定性和待决定性，以及规格说明的强度，以找到最佳平衡点。 通过比较不同规格说明，开发者可以更好地理解它们的差异，从而做出更适合项目需求的选择。在实践中，非决定性的规格说明并不意味着代码行为不确定，而是指规格说明本身没有规定特定的输出选择。这意味着同一规格说明可以由多种确定性行为的代码实现，如`findFirst`和`findLast`。 设计规格说明是一个深思熟虑的过程，它涉及到对软件功能的精确描述，以及对实现方式的合理约束。通过掌握声明性与操作性，决定性与待决定性规格说明的特性，开发者可以编写出更高效、可维护的代码，提高软件的质量和可靠性。