21.按合约设计

Posted 2020-08-05

日常中，人与人打交道存在权利与责任，以及信任的问题，这些问题会让人与人之间的交往变得困难，那么为了解决这些困扰，在人与人打交道时会用合约的方式来明确下双方的权利责任。

DBC

软件设计中为了确保软件模块的权利与责任，以确保程序的正确性，也引入了合约的概念，这就是DBC（Design By Contract）按合约设计。

什么是正确的程序？程序只做它声明中要做的事情，不多做也不少做。

DBC的方式：用文档记载并约定软件模块的权利和责任，以确保程序正确性。用文档记载这样的声明，并进行校验，是按合约设计（DBC）的核心所在。

DBC的流程：

　　　　　1.前条件：为了调用例程，必须为真的条件

　　　　　2.后条件：例程保证会做的事情

　　　　　3.类不变项：类确保从调用者的视角来看，该条件总是为真

*如果调用者满足了例程的所有前条件，例程应该保证在其完成时，所有后条件和不变项将为真。

(java中的DBC工具是iContract，书中的例子代码是以iContract写的)

对在开始之前接受的东西要严格，而允诺返回的东西要尽可能少。记住，如果你的合约表明你将接受任何东西，并允诺返回整个世界，那你就有大量代码要写了！

面向对象的继承和多态是合约发挥作用的领域之一。

实现DBC

 　　1.断言

　　　　支持断言式编程的语言可以通过断言部分实现DBC。

　　　　为什么是部分实现？因为：

　　　　　　首先，断言不支持继承层次向下遗传

　　　　　　其次，断言不支持“老”值。（什么是“老”值？）

　　　　　　最后，runtime和库的设计不支持合约（什么意思？）

　　2.语言支持

　　　　有些语言内建对DBC的支持（Eiffel和Sather）

　　　　C，C++的有些预处理器能处理作为特殊注释嵌入在代码中的DBC。预处理器可以把这些注释展开为断言代码（Nana）

　　　　Java可以使用iContract

DBC与早崩溃

　　谁负责检查前条件，调用者？还是被调用的例程？如果是作为语言的一部分实现的，答案是两者都不是。前条件是在调用者调用例程之后，但在进入例程之前，在幕后测试的。因而如果要对参数进行任何显式的检查，就必须由调用者来完成。因为例程永远也不会看到违反了前条件的参数。

　　通过早崩溃、在问题现场找到和诊断问题要容易的多。

不变项的其他用法

　　1.循环不变项

　　　　循环不变项是对循环最终目标的描述，有时在复杂的循环上设置正确的边界条件会很成问题。循环常有的“香蕉”问题、“篱笆桩”问题、“差一个”问题。这样在循环每次执行前以及迭代时它都是有效的。

　　2.语义不变项

　　　　语义不变项描述的是一种不可违法的需求。固定的需求或不可违反的法则，和一些需求中细化出的政策是要加以区分的。细化的政策是可以动态的变化的。而需求中的一些基本定义是不变的。那么用语义不变项去清晰、简介的定义出那些政策无论怎么变化都不会改变的基本法则。

动态合约与代理

　　在“自治代理”的领域中。按照自治的定义，代理有权拒绝它们不想接受的请求。“能够互相磋商合约，以实现某个目标”的组件和代理是解决软件生产率危机的方法。