运用设计模式改进软件设计质量的研究.pdf

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1、第32卷第2期电子科技大学学报Vol.32No.22003年4月JournalofUESTofChinaApr.2003运用设计模式改进软件设计质量的研究*唐晓君刘心松查小科邱元杰杨峰(电子科技大学计算机科学与工程学院成都610054)【摘要】针对应用设计模式改进软件设计质量中不规范的问题，提出一种运用设计模式改进软件设计质量的通用规范化方法。该方法基于客观度量标准、问题驱动和半形式化描述，减少了人为因素的影响，提高了设计模式应用的自动化程度。同时，通过改进一个流播放器设计的实例演示了该方法的具体实施过程，结果表明，该方法为开发人员运用设计模式改进软件设计质

2、量提供了有效手段。关键词面向对象;设计模式;设计质量;度量标准中图分类号TP311.52文献标识码AResearchandExperimentonApplyingDesignPatternstoImproveSoftwareDesignQualityTangXiaojunLiuXinsongZhaXiaokeQiuYuanjieYangFeng(SchoolofComputerScienceandEngineering,UESTofChinaChengdu610054)AbstractThispaperproposesasemi-formal,metric-

3、based，problem-drivenspecificationmethodtoreducetheman-madeeffectandmaketheprocessofadoptingdesignpatternsonobject-orientedsoftwareconstructionmoreautomatically.Then,itdemonstratesthemethodbyredesigninganexisteddesignofastreamingplayerviaobject-orientedmethod.Finally,itconcludesthee

4、ffectofthismethodondailyobjectorienteddesigning.Keywordsobjectoriented;designpattern;designquality;metric[1]恰当地运用设计模式可提高面向对象软件设计质量，但依赖于设计者经验的运用方式常常无法达到预[2]期的效果，不恰当的模式应用可能使设计更为复杂和难于维护。为解决这一问题，文献[2]在具体的工程实践中开展了相关的尝试性工作，并取得了一定成效，但这些尝试仅局限于特定的工程设计，而不是通用的规范化方法。本文提出一种运用设计模式改进软件设计质量的通用规范化方

5、法，它基于客观度量标准，由问题驱动[3]并采用半形式化描述，其主要特点为：1)引入IEEEstd.982.1的软件成熟度标准并加以改进，用于清晰、简洁地挖掘并描述待改进设计所面临的问题；2)采用目前广泛使用的C&K度量体系来度量面向对象设计的[3,4]各项指标，作为引入设计模式后对设计影响的客观评价基础；3)采用半形式化的方式，以便结合标准化描述的设计模式和现有的uml设计工具(如dia)，作为实现应用模式改进设计的辅助工具。1基本思想1.1度量标准[3][2,4]本文采用度量标准0来衡量软件设计稳定性，度量标准1~6为C&K面向对象度量标准。1)度量标准0

6、为SMI=[

7、Mt

8、−(

9、Fa+

10、Fc

11、+

12、Fd

13、)]/

14、Mt

15、，其中Mt为软件中的模块全集；Fc为被修改的模块集合；2002年8月5日收稿*男26岁硕士生主要从事面向对象技术、软件工程和分布式流媒体技术方面的研究170电子科技大学学报第32卷Fa为新添加的模块集合；Fd为被删除的模块集合。SMI越趋近1，表明需要变动的部分越少，软件设计越成熟、稳定。可用SMI(condition，m)表示设计的成熟度，其中condition为设计面临的改变需求，m为计算SMI的模块单位。n2)度量标准1为WMC=∑Ci，其中Ci为类方法的cyclomaticcomplex

16、ity复杂度。WMC度量单个类的i=1复杂度，该指标越大，类越复杂，通用性、可复用性和可维护性越差。3)度量标准2为RFC=

17、RS

18、，RS={Mi}∪allij{Rij}，令M={Mi}，M为类的(包括其子类)方法全集，Rij为Mij调用的所有方法。RFC度量某个类与系统其他部分的耦合度，RFC越大，表明某个类与系统其他部分的耦合度越高，其可复用性、可维护性越差。4)度量标准3为LCOM=(

19、P

20、−

21、Q

22、)，若

23、P

24、−

25、Q

26、<0，则LCOM=0。其中P为类中不共享任何数据成员的方法对全集，Q为类中共享数据成员的方法对全集。LCOM度量某个类的内聚度，LCOM

27、越大，内聚度越低，类的划分越不合理，可复用性和可维护