【概述】
软件设计在软件开发过程中处于核心地位，它是保证质量的关键步骤，其提供了可以用于质量评估的软件表示，是能将用户需求准确地转化为软件产品或系统的唯一方法
为提高软件开发的效率及软件产品的质量，在长期的软件开发实践中总结出一些软件设计的原则
【模块与模块化】
模块
模块是数据说明、可执行语句等程序对象的集合，是构成程序的基本构件，可以被单独命名并通过名字来访问
在面向过程的设计中，过程、函数、子程序、宏都可以作为模块，在面向对象的设计中，对象、对象中的方法也是模块
模块具有三个属性：
- 功能：指定该模块要完成的任务
- 逻辑：描述模块为了完成任务内部需要怎么做
- 状态：表明使用该模块时的环境与条件
模块化
模块化就是把系统或程序划分为独立命名并且可以独立访问的模块，每个模块完成一个特定的子功能。模块集成起来可以构成一个整体，完成特定的功能，进而满足用户需求
模块独立性是良好设计的关键，其是指软件系统中每个模块只涉及软件要求的具体的子功能，与软件系统中的其他模块没有太多联系
模块独立性使模块容易组合、可以复用，有助于并行开发，并减少错误的影响，同时有助于系统的测试与维护
模块独立性有两个定性标准度量：
- 耦合：衡量不同模块之间的互连程度，耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、通过接口的数据等，耦合性越强，模块独立性就越弱。
- 内聚：衡量模块内部各元素间结合的紧密程度，内聚性越高，就意味着模块内部各个元素是为了完成一个功能而存在的。
内聚和耦合是密切相关的，模块内的高内聚，往往意味着模块间的松耦合
在模块化的过程中，要注意以下几点：
- 模块的规模要适中：随着模块数目的增加，软件成本与模块接口成本不断增加
- 提高模块的独立性：随着模块独立性的提高，使得模块低耦合，高内聚
- 加强模块的保护性：当一个模块内部出现异常时，其负面影响应该尽量局限在该模块内部，从而保护其他模块不受影响，降低错误的影响范围
【抽象】
抽象是抽出事务的本质特征而暂时不考虑他们的细节，主要是为了降低问题的复杂度，以得到问题领域中较简单的概念，好让人们能够控制其过程或以宏观的角度来了解许多特定的事态
其是人们认识复杂的客观世界时所使用的一种思维工具，在软件开发过程中起着非常重要的作用
一个庞大、复杂的系统可以先用一些宏观的概念构造和理解，然后再逐层地用一些较微观的概念去解释上层的宏观概念，直到最底层的元素
在软件开发过程中，每一个过程都涉及到抽象：
- 可行性分析：把需要解决问题抽象为一个解
- 需求分析：把需要解决的解抽象为功能
- 总体设计：把系统抽象为结构
- 详细设计：把结构抽象为每个模块的处理过程
- 编码阶段：把处理过程抽象为机器能够执行的程序
【逐步求精】
在面对一个新问题时，开发人员可暂时忽略问题非本质的细节，而关注于与本质相关的宏观概念，集中精力解决主要问题，这种认识事物的方法就是逐步求精
逐步求精是抽象的逆过程，开发人员认识问题时逐步求精的过程，同时也是抽象程度逐渐降低的过程
按照逐步求精的思想，程序的体系结构是按照层次结构，逐步精化过程细节而开发出来的，可见，求精就是细化，它与抽象是互补的概念
【信息隐藏】
信息隐藏是指一个模块内包含的信息，对于不需要这些信息的模块来说，是不能访问的，即该模块相对应其他模块是隐藏的
信息隐藏的目的，是为了提高模块的独立性，加强了外部对模块内部信息进行访问的限制，使得模块的局部错误尽量不影响其他模块
通常，模块的信息隐藏可以通过接口来实现，模块通过接口与外部进行通信，而把模块的具体实现细节隐藏起来
一般来说，一个模块具有有限个接口，外部模块通过调用相应的接口来实现对目标模块的操作
【复用性设计】
软件复用就是将已有的软件成分用于构造新的软件系统
可以被复用的软件成分一般称作可复用构件，无论对可复用构件原封不动地使用还是作适当的修改后再使用，只要是用来构造新软件，则都可称作复用
软件复用不仅仅是对程序的复用，它还包括对软件生产过程中任何活动所产生的制成品的复用，例如：软件开发计划、可行性研究报告、分析模型、设计模型、源程序、测试用例等等
如果是在一个系统中多次使用一个相同的软件成分，则不称作复用，而称作共享
对一个软件进行修改，使它运行于新的软硬件平台也不称作复用，而称作软件移值
【灵活性设计】
灵活性设计，是软件在面对需求修改时的随机应变能力，可以体现在修改程序代码的工程量等方面
抽象是软件设计的关键因素。设计模式、软件架构等可以用来实现更高抽象层次的编程，以达到软件的灵活性
在设计中引入灵活性的方法如下：
- 提高模块独立性：降低耦合并提高内聚
- 建立抽象：创建有多态操作的接口和父类
- 不要将代码写死：消除代码中的常数
- 抛出异常：由操作的调用者处理异常
- 复用设计：使用并创建可复用的代码
