软件设计美学之道第3回─ 敷一下Pattern面膜，从头开始美丽

一个好的软件系统，除了必须符合使用者的需求之外，应该可以容易地再利用、维护及扩充。要达成这个目标，需要多少的设计思维及创意呢？若是符合这个目标的系统，一定充满软件美学的精神。

　　软件设计其实是一种艺术，它不仅需要灵活的设计思维及技巧，还需要平衡项目的资源及使用者的期望，因此不管从工程面来看，还是从管理面来看，都是一种艺术。而要秉持软件美学精神来开发软件系统，其最深层的根基则必须要以「Pattern」来支撑。

　　相信有许多软件开发人员会觉得：Pattern和自己开发的程序代码好像是两回事一样，不知如何理解及使用，更不会了解它和软件架构、开发流程，乃至于整个开发项目的关系。美丽，应该从头开始，开发一个好的软件系统也是一样，就让我们从敷Pattern面膜开始。

　　我们先想象一个情境，假设你是一家比萨餐厅的大厨，现在有两位客人向你点餐，第一个人说：「我要一份虾仁搭配菠萝、洋葱的比萨，虾仁要多一点，再加上一份洒上墨西哥辣椒、洋葱、美式腊肠、意大利肉肠的比萨，不要太辣，外加一份法国香蒜面包及2瓶350毫升的百事可乐」。第二个人则说：「鲜虾菠萝及哈辣墨西哥比萨各一份，外加一份香蒜面包及2瓶小瓶的百事」。

　　如果你是大厨，你会比较希望听到哪一种点餐方式？除此，这两个人的点餐方式有什么差别呢？其中最大的差别就在于第二个人使用了大家都了解的餐点名称，大大地简化了点餐所使用的语句，而且所表达的意思和第一个人所要的差不多。如此身为大厨的你不仅容易理解顾客所点的餐点，也容易记忆他要的东西，并且节省了彼此沟通的时间。相较之下，你听到第一种点餐方式是不是很想把他轰出餐厅呢？

　　Pattern的沟通力量

　　我们再来看看对象导向的程序设计。一个设计老手一定熟悉许多对象导向的基本原理及设计原则，当他在解决一些设计问题时，会很自然地运用这些技巧及经验，设计出解决各式难题的蓝图。

　　假设你就是这位设计老手，而你刚好要跟伙伴说明这个绝妙的设计。你可能会说：「我先建立一个super abstract class及两个继承于它的sub-class，并在其中一个sub-class中建立一个往super abstract class方向的association以便形成container功能，这样就可以先完成一个递归的类别结构，然后在那container class实作一个final的method，用来固定的呼叫super abstract class所定义的抽象方法，这样在未来继承于此container class的类别阶层的所有对象，都可以动态地被加入到执行时期对象模型的递归结构，透过分别修饰原有功能来增加新功能」，不知道说到这里，有几个人听得懂的呢？

　　或许你可以用更简洁的方式来表达，你可以说：「在这个部份的设计，我要建立一个Decorator Pattern」。一句再简单不过的话，就足以表达上述那段又臭又长的演讲，甚至所传达的意思还更为清楚。这就是「共享词汇」的力量，也是「沟通」的力量。

　　在前一篇「感受美丽的元素，设计思维」中有提到，大部分的软件开发都是团队合作，要让大家了解自己伟大的设计，光用言语及UML来表达可能不够，还必须注意传达设计思维的问题。由于每一个Pattern的设计都是基于对象导向精神及原则，在应用上来看，它们保证了软件某个程度的弹性及稳定，除此之外，「沟通」则是另一项非常重要但却比较少人体认到的功用。从Pattern的定义来看：「一种在某个特定情境下，为了解决某种问题的解决方案。」因此，还要再加上某个特定「名称」，才能算是个Pattern，才能和别人沟通。

　　3类常见的Pattern

　　Pattern有很多种类，只要符合定义的都可以称做Pattern，但我们先把Pattern简单的分为三种常见的种类，分别是「Architectural Pattern」、「Platform Pattern」及「Design Pattern」，代表三种不同层次的应用，因为每个层次都有各自不同的问题。

　　Architectural Pattern针对的是软件架构，如Pipes、Broker、MVC等等。

　　Platform Pattern针对的是某个特定的发展平台，例如J2EE Pattern。

　　而Design Pattern就是大家比较耳熟能详的，例如四人帮（Gang of Four，简称GoF，这四个人分别是Gamma、Johnson、Helm、Vlissides）的圣经级著作《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》一书中，所探讨的是针对一般化的问题，而不是特定领域的问题。每个领域的Pattern几乎都可以看到Design Pattern的影子，因为它提供了最基础而稳固的设计元素。

　　看到这里也许有人会说，有那么多开放原始码软件可用，为何还要用Pattern呢？这其实也是个事实，我们常常寻找好用的开放原始码 Framework作为开发系统的骨干，例如，Struts、Spring、Hibernate等等，通常我们只要加上一些客户需求的程序代码，拼凑一番，就可以上线了，似乎用不上Pattern。但是，除了要注意开放原始码的授权种类之外，还要注意那些Framework，是否有助于我们让自己的程序代码容易地维护、再利用及扩充？是否有助于我们去「沟通」？再者，这些著名的Framework都是使用Pattern来设计的最佳范例，因此理解 Pattern对于了解Framework的精髓，及如何整合入自己的系统，有很大的帮助，才不会误解Framework的整合方法而张冠李戴，这就是使用Pattern的最好时机及理由。

　　必学23个Design Pattern

　　初学Pattern的人一定会觉得Design Pattern很难放到自己的设计上，这个因扰大部分来自于所学的Design Pattern太少，只学习了几个Pattern就急于使用，就很容易会为了使用Pattern而强用Pattern，反而是化简为繁。因此，首先要尽量让自己对于Pattern有多一点的理解。我认为GoF所归纳出来的23个Pattern，是你该理解的最基本数量，这么说并不代表在设计软件中就应该全数用上，重点是当你理解那23个Pattern后，对对象导向会更有感觉，所累积的原力会让你较容易地「感觉」出，应该使用哪些Pattern。其实在做程序代码的Refactorying时，是最好的练习时机，因为你可以从现有程序代码，慢慢修改到某个Pattern的形式，要记住的是，Pattern只是心法，如何变化出招式是靠你的美感，实际的设计是没有必要和Pattern所定义的形式完全相同的。

原文转自：http://www.ltesting.net