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1. 软件复用的基本概念

1.1 核心定义

软件复用是指在构造新的软件系统的过程中，对已存在的软件人工制品（Source Code、Design、Architecture等）的使用技术。

助教点拨： 请务必区分以下三个概念（考试易混淆点）：

  • 软件复用 (Reuse)：将已有的成分用于构造新的系统。（跨系统）
  • 软件共享 (Sharing)：在一个系统中多次使用同一个成分。（系统内）
  • 软件移植 (Porting)：修改软件使其在新的软硬件平台上运行。（跨平台）

1.2 复用的粒度 (Granularity)

PPT中提到了四种复用级别，从细到粗：

  1. 源代码复用：
    • 特点：只需设置参数，无需介入内部。
    • 优缺点：可靠性高，但通用性和抽象性是难点。
  2. 软件体系结构复用：
    • 特点：复用较大粒度的设计结构。
    • 优缺点：修改具有局部性，但难以抽象描述，库管理困难。
  3. 应用程序生成器：
    • 特点：自动化程度高，输出特定领域结果。
    • 缺点：不易构造。
  4. 领域特定软件体系结构 (DSSA)：
    • 特点：复用程度最高，提供通用框架。
    • 缺点：前期投资巨大（High Investment）。

1.3 复用的形式

  • 横向复用 (Horizontal / 水平复用)：
    • 定义：跨越不同应用领域。
    • 例子：数据结构、排序算法、GUI按钮。（也就是“万金油”式的组件）
  • 纵向复用 (Vertical / 垂直复用)：
    • 定义：限制在同一个应用领域内。
    • 例子：医院挂号模块、银行利息计算模块。（具有行业特征）

1.4 复用的困难

为什么复用这么好，大家却不爱用？

  • 技术因素：构件与新系统不兼容、发现构件难。
  • 人的因素：“Not Invented Here” (非我所创) 综合症，程序员更喜欢自己写代码。
  • 管理因素：缺乏激励措施，把复用看作可有可无。

2. 领域工程 (Domain Engineering)

2.1 什么是领域工程？

如果说“软件复用”是“买零件装车”，那么“领域工程”就是“造零件”的过程。

  • 定义：通过领域分析找出最优复用，建立大规模可复用构件仓库的过程。
  • 目标：获得领域需求及领域模型。

2.2 领域分析的输入与输出

  • 输入：现有应用、技术文件、专家提议、客户需求。
  • 输出：领域模型、需求规约。

2.3 可复用构件 (Reusable Components)

一个软件要想成为“可复用构件”，必须具备“3I”等特性（Independent, Identifiable, Integrated… PPT中列举了7点）：

  1. 独立性：解决相对独立的问题。
  2. 完整性：不要留太多缺口让用户补。
  3. 可标识性：这一点很重要，要能被分类和检索。
  4. 通用性、适应性、可靠性、标准化。

2.4 构件库的分类模式 (重点)

如何管理成千上万的构件？PPT介绍了三种分类方法：

  1. 枚举分类 (Enumerated)：
    • 原理：树状层次结构（如：生物分类法）。
    • 例子：窗口类 -> 菜单类 -> 弹出式菜单。
  2. 刻面分类 (Faceted)：
    • 原理：定义一组“刻面”（属性维度），如功能、语言、OS。
    • 优点：描述最灵活，支持多维度检索。
    • 例子：{功能: 绘图, 语言: Java, OS: Windows}。
  3. 属性-值分类 (Attribute-Value)：
    • 原理：定义一组属性并赋值。
    • 区别：属性数量无限，且无优先级（刻面通常有优先级）。

3. 基于构件的软件开发 (CBSE)

3.1 过程模型

CBSE (Component-Based Software Engineering) 包括两个并发的子过程：

  1. 领域工程：生产构件（生产者）。
  2. 基于构件的开发：使用构件（消费者）。

3.2 关键活动步骤 (考试常考流程)

在拿到一个构件后，不能直接用，需要经过以下步骤：

  1. 构件鉴定 (Qualification)：
    • 目的：考察构件能否满足需求，可靠性如何。
    • 动作：理解构件接口和功能。
  2. 构件调整 (Adaptation)：
    • 目的：修改构件以适应特定应用。
    • 方法：参数设置、封装（Wrapping）、继承重写。
  3. 构件组装 (Assembly)：
    • 目的：将调整后的构件集成到系统中。
    • 需求：通常需要胶水代码（Glue Code）或中间件支持。

4. 面向对象与软件复用

这两者是相辅相成的关系：

  • OO支持复用：
    • 继承 (Inheritance)：直接复用父类代码。
    • 封装 (Encapsulation)：提高构件独立性。
    • 多态 (Polymorphism)：提高通用性。
  • 复用支持OO：
    • 提供类库 (Class Libraries)。
    • 提供框架 (Frameworks)。

5. 章节总结

本章的核心思想是从“手工作坊”走向“工业化生产”。

  1. 软件复用是解决软件危机、提高生产率的关键途径，分为代码、设计、架构等不同粒度。
  2. 领域工程负责“制造”通用的构件资产，而基于构件的开发负责“组装”这些资产。
  3. 要实现复用，必须要有良好的构件库管理（如刻面分类法）和标准化的构件技术（如CORBA/COM）。