认识软件框架的设计原则-- 变与不变分离，创造简美之序

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高焕堂：MISOO(大数据.大思考)联盟.台北中心和东京(日本)分社.总教练

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认识软件框架 (Framework) 的设计原则

n变与不变分离，创造简美之序(Order)

by高煥堂2013/10/13

变与不变的分离(Separatecodethatchangesfromthecodethatdoesn’t)是设计应用和平台框架之基本原则和手艺。大文豪苏东坡在其赤壁赋中写道：「盖将自其变者而观之，则天地曾不能以一瞬；自其不变者而观之，则物与我皆无尽也，而又何羡乎?」。其说明了，人们可兼具多种观点，可同时看出同一个系统中的变与不变之相貌。大科学家爱因斯坦在其相对论里也告诉我们：表面上看来相对的外貌下，可能蕴藏着不变的特性。例如，物质与能量从外貌看来是相对的(即变的)，但其背后蕴含着某种不变。虽然苏东坡和爱因斯坦所观察的对象都是自然物，而不是像软件、桌子、车子等人造物；但是在人们心灵深处，其心智的运用是一致的，当我们观察人造物而能区分出变与不变的部份时，就能将之分离开来，而获得优越之设计。

完美的变与不变分离，得到完美的接口(Interface)，替将来强龙与地头蛇双方智慧的完美结合，建立了美好的基础。接口是一种规范(Specification)，表达两种事物(或智慧)之间互相沟通、接合的一种共识(Agreement)。例如十字路口的「红绿灯与斑马线」，就是行人与汽车双方的接口；当此接口发挥其权威时，整个社会呈现出井然有「序」(Order)；反之，当接口失去权威时，整体系统就可能发生「失序」的状态了。简而言之，框架设计之原则，不外乎三个焦点：

l序----即简单之序，或有机次序(Order)。

l容----以序来包容(Accommodate)，有容乃大。

l易----复杂多变(Change)，无尽繁荣。

包容繁杂多变是一件美的表现。序(即接口)是手段，包容繁杂才是(框架设计的)目标。序呈现美，繁杂带来活泼之力。易经干卦：天的多变。坤挂：大地的繁杂。唯有多变和繁(即复杂)荣，才孕育出多采多姿的大自然。繁杂本身是好事，是生命力的表现。无论是.NET或Android的框架之美都来自于：包容复杂而呈现简单的序，支持无尽繁荣。

因之，接口设计是缔造系统整合架构之美的基础；也是框架设计的核心。例如，.NET框架里提供了一个IEnumeraor接口。强龙将易变部份抽离了，而得到上图里的接口，成为框架里的主要元素。强龙推出.NET框架之后，全球各区域的地头蛇就能将其各自善变的部份，结合到框架里。例如，地头蛇撰写AP，以C#代码表示如下：

classmyAP{

//………

int[]values=newint[]{1,2,3,4,5};

IEnumeratore=(IEnumerable)values).GetEnumerator();

while(e.MoveNext()){

Console.Write(e.Current.ToString()+"");

}

//………

}

其中，呈现了：

序：IEnumerator

变：values

再如，.NET框架里所供的StreamFactory基类：

publicclassabstractclassStreamFactory{

publicStreamCreateStream();

//……..

}

强龙推出.NET框架之后，全球各区域的地头蛇就能将其各自善变的部份，结合到框架里。例如，地头蛇撰写应用子类如下：

publicclassmyStreamFactory:StreamFactory{

publicStreamCreateStream(){

//………

}}

接口(Interface)和基类(BaseClass)都是序之实践手段，而应用子类则是繁荣多变的实践手段。框架设计是基于特定领域的知识(DomainKnowledge)。然而知识有许多种，其变化的来源和时间经常是不一致的。例如，一家餐厅，其基本菜色、材料大多能天天相同，其知识并不会随着客人的不同而改变，我们称它为不变的。但是有些酸、甜程度等知识，就随着客人而异了，而且在时间上必须等到客人来到时才知道，我们称它为会变的。所以，有关于客人的酸、甜程度等知识，与基本菜色、材料等知识的变化上是不一致的，其获得的时间点也是不一致的。我们必须将两者分离开来，并将其不变部份纳入框架里，则应用框架就于焉而成了。

在进行「变与不变之分离」时，必须秉持「知之为知之，不知为不知」的原则，明确叙述那些是已知的知识、那些是未知的知识、那些是善变的知识。设计师就依据这些叙述而决定那些部份应该留空白(就如杯子内挖空才能装饮料)，那些类应该分离，并定义接口，让它们未来能随时组合起来。

其实，这种设计原则也蛮简单的，在数千年前的老子已经使用过了，他曾说：畚箕中间必须「挖空」才有用！虽然简单，却是千年不朽的设计手艺。而「变与不变之分离」就是这个简单的设计原则罢了。

~~老子.道德经：有之以为利，无之以为用~~

说明：畚箕必须先挖空(无之)才能拿来装东西(有之)；

所以先无之而后始能有之。

挖出来的会变部份成为元素，但有趣的是：挖出之后留下的空间才是重点，它能容纳原来被挖出的元素，也能容纳未来的其它元素。依据老子的思维，这个挖空的喜帖组件看似「无用」，其实是「为用大矣」！◆

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