計(jì)算機(jī)編程思想與AOP編程思想研討

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隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，信息技術(shù)也迎來(lái)了前所未有的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)編程的應(yīng)用范圍也愈加廣泛。而其中的編程思想，作為一個(gè)主要條件，可以使編程人員編出更好的程序，本文分析了目前編程界最為主流的兩種計(jì)算機(jī)編程思想，同時(shí)和將要興起的新技術(shù)aop，與OOP相比，其影響力巨大。因此，本文分析了其編程思想以及優(yōu)越性，還闡述了開(kāi)發(fā)步驟。

一、計(jì)算機(jī)編程思想研究

（一）結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

對(duì)于結(jié)構(gòu)化編程思想，其為面對(duì)繁雜任務(wù)的時(shí)候，防止混亂的一種編程思想，重視將程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范化，要按照大腦極易理解的方式，合理組織繁雜問(wèn)題的求解過(guò)程。針對(duì)此編程思想，編程者應(yīng)該遵循結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)及編寫(xiě)，保證程序的正確結(jié)構(gòu)，方便地進(jìn)行程序正確性的證明，該思想重點(diǎn)有以下幾點(diǎn)內(nèi)容：運(yùn)用由頂往下逐漸細(xì)化的方法。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)化編程運(yùn)用了功能抽象與模塊分解，其能合理地把繁雜程序任務(wù)分解為容易處理及控制的一些子任務(wù)，隨后實(shí)施級(jí)別更細(xì)的任務(wù)分類(lèi)，保證最終分出的子任務(wù)均是進(jìn)行獨(dú)立編程的子程序模塊。隨后根據(jù)某些調(diào)用以及結(jié)構(gòu)關(guān)系，將子程序模塊進(jìn)行合理組織，最終得出需要的程序。根據(jù)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想，得出的程序具有如下好處：很好的結(jié)構(gòu)、每個(gè)模塊之間有著簡(jiǎn)單清楚的關(guān)系、在各個(gè)模塊內(nèi)，均有基本單元構(gòu)成。因此，得出的程序清楚易讀，良好的可理解性，正確性還易驗(yàn)證，維護(hù)、調(diào)試以及修改容易進(jìn)行。出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化編程思想，使之前軟件開(kāi)發(fā)存在的混亂狀況消除，編程人員編寫(xiě)的程序存在優(yōu)越的結(jié)構(gòu)。還因?yàn)檫\(yùn)用“自頂向下以及逐步細(xì)化”的方法，使人們智力合理地組織起來(lái)，對(duì)軟件工程化研發(fā)是有益的。所以程序維護(hù)以及設(shè)計(jì)工作效率得以提升。若干基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成程序，對(duì)于任意的大型程序，均包括三種基本結(jié)構(gòu)，這些基本結(jié)構(gòu)使某個(gè)結(jié)構(gòu)化的程序得以順序地組成。主要有順序、選擇以及循環(huán)結(jié)構(gòu)這三種基本結(jié)構(gòu)。軟件界的具體實(shí)踐以及結(jié)構(gòu)化定理已證明，對(duì)于任意繁雜問(wèn)題的程序設(shè)計(jì)，均可運(yùn)用順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)以及循環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，同時(shí)還具備下面一些特征：僅一個(gè)入口及出口；在結(jié)構(gòu)內(nèi)，沒(méi)有死循環(huán)，在程序內(nèi)，以上三種基本結(jié)構(gòu)的順序執(zhí)行關(guān)系得以構(gòu)成。根據(jù)功能，能把大型程序劃分為若干基本功能模塊。一些子模塊一起構(gòu)成各個(gè)模塊，每個(gè)模塊在功能方面互相獨(dú)立，各個(gè)功能模塊均有進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制以及數(shù)據(jù)處理的功能。盡量使模塊間的聯(lián)系簡(jiǎn)潔。最終將模塊根據(jù)某些層次關(guān)系，實(shí)施組織，繁雜程序的功能得以構(gòu)成。

（二）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)

針對(duì)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，其編程思想是運(yùn)用消息、對(duì)象、類(lèi)、繼承以及封裝等這些基本概念，實(shí)施程序設(shè)計(jì)。為使結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法處理不了的代碼重用這些問(wèn)題得以解決，便給出了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)編程思想包括如下特點(diǎn)：面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)之一就是封裝，其為類(lèi)與對(duì)象概念的重要特征。封裝給模塊帶來(lái)了比較良好的獨(dú)立性，程序修改與維護(hù)起來(lái)較為簡(jiǎn)單。抽象包括數(shù)據(jù)與過(guò)程抽象。繼承性使軟件的可重用性這個(gè)問(wèn)題得到良好處理。多態(tài)性使應(yīng)用程序函數(shù)的同名這類(lèi)問(wèn)題得到良好解決。面向?qū)ο蟮木幊趟枷氪嬖诤芏鄡?yōu)越性，其減少了程序開(kāi)發(fā)時(shí)間，提升了可靠性，開(kāi)發(fā)出來(lái)的程序更有強(qiáng)壯性，維護(hù)起來(lái)更容易。面向?qū)ο缶幊桃驗(yàn)榫哂休^高的可重用性，針對(duì)應(yīng)用程序，能積極運(yùn)用成熟的類(lèi)庫(kù)，進(jìn)而使軟件開(kāi)發(fā)效率得以極大提高，所以，軟件界對(duì)這種面向?qū)ο蟮木幊趟枷脒M(jìn)行提倡運(yùn)用。日益增多的編程人員認(rèn)可并運(yùn)用了面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄瑫r(shí)結(jié)構(gòu)化編程思想在進(jìn)行具有比較強(qiáng)功能性的軟件設(shè)計(jì)里，其指導(dǎo)作用仍然得以發(fā)揮。實(shí)際上，以上兩種編程思想沒(méi)有互相隔離，卻是相互支持、聯(lián)系的。在如今的軟件界，進(jìn)行面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的時(shí)候，具有公認(rèn)的編程公式：其一為對(duì)象=算法十?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其二為程序=對(duì)象+對(duì)象，通過(guò)公式，能觀察出以上兩種編程思想的關(guān)系及區(qū)別。進(jìn)行面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)時(shí)候，仍然不能脫離完成算法的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，其中的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)還是編寫(xiě)對(duì)象進(jìn)行操作的重要所在。

二、AOP編程思想研究

（一）AOP將系統(tǒng)視為關(guān)注點(diǎn)

其實(shí)它為GOF(ObserverDesignPattern)設(shè)計(jì)模式的一種持續(xù)，進(jìn)行了被調(diào)用者與調(diào)用者間解耦的強(qiáng)調(diào)，給開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)進(jìn)行橫切關(guān)注點(diǎn)-CrosscuttingConcern描述的合理機(jī)制，還可以把橫切關(guān)注點(diǎn)主動(dòng)地織入-weaving于面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)內(nèi)，確保橫切關(guān)注點(diǎn)模塊化得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行方面-Aspect代碼的合理劃分，橫切關(guān)注點(diǎn)顯得極易進(jìn)行處理。開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行編譯的時(shí)候，插入、更改或者除去系統(tǒng)的方面，更可能重用系統(tǒng)的方面。由于開(kāi)發(fā)環(huán)境各不相同，關(guān)于概念也會(huì)有所不同。

（二）針對(duì)的問(wèn)題

AOP通常基于進(jìn)行業(yè)務(wù)處理中的切面實(shí)施提取，進(jìn)行處理的時(shí)候，其面對(duì)著其中的一個(gè)步驟或者哪個(gè)環(huán)節(jié)，以確保整個(gè)邏輯中每個(gè)部分間低耦合性產(chǎn)生的隔離作用。針對(duì)動(dòng)詞方面，其重視的為橫向的，即為整個(gè)邏輯中一個(gè)方面或者某個(gè)片段，例如：權(quán)限以及日志管理，一般情況下，其進(jìn)行某些軟件系統(tǒng)自身東西的關(guān)注。并非面向?qū)ο筮M(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的關(guān)注。運(yùn)用有效松散方式，使系統(tǒng)間的耦合度這些問(wèn)題減少，方面即為它的模塊化單位。

（三）軟件性能

1.代碼擴(kuò)展性對(duì)于AOP，因?yàn)榉矫婺K并不了解橫切關(guān)注點(diǎn)，因此極易進(jìn)行新方面的增加，并投入新功能。同時(shí)，把新的模塊加到系統(tǒng)中的時(shí)候，已經(jīng)存在的方面會(huì)自動(dòng)橫切進(jìn)入，確保系統(tǒng)容易擴(kuò)展。

2.代碼冗余度運(yùn)用最小的耦合進(jìn)行各個(gè)關(guān)注點(diǎn)的有效處理，保證雖然為橫切關(guān)注點(diǎn)，還是模塊化。如此實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，它的代碼冗余不大。進(jìn)行模塊化實(shí)現(xiàn)，促使系統(tǒng)的維護(hù)與理解更為容易。

3.代碼重用性AOP將各個(gè)方面變成為獨(dú)立模塊，在模塊間，其為松散耦合。能使用其它獨(dú)立的日志寫(xiě)入器取代此時(shí)的，進(jìn)而將日志合理地寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中，保證與各種日志寫(xiě)入要求相符。正確實(shí)現(xiàn)松散耦合，經(jīng)常象征著代碼重用性更為良好。

（四）AOP的開(kāi)發(fā)程序

基于面向?qū)ο缶幊?OOP這種方法，AOP才得以改進(jìn)，其為具有創(chuàng)新性的一種軟件開(kāi)發(fā)方法。一般具有如下的幾個(gè)開(kāi)發(fā)程序：

1.方面分解進(jìn)行分解，要得出橫切關(guān)注點(diǎn)。在這個(gè)步驟中，將系統(tǒng)級(jí)的橫切關(guān)注點(diǎn)與核心模塊級(jí)關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行合理分離。

2.關(guān)注點(diǎn)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行關(guān)注點(diǎn)的獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，將各個(gè)需求映射成為代碼，編譯器隨后將其翻譯成為一些可執(zhí)行代碼。能依靠另外的編程范型，把其當(dāng)作前提，確保基礎(chǔ)范型具有的優(yōu)勢(shì)還得以保留。比如：AOP能利用OOP當(dāng)作基礎(chǔ)范型，直接地將OOP擅長(zhǎng)處理普通關(guān)注點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)引用來(lái)。利用如此的實(shí)現(xiàn)，一般的獨(dú)立關(guān)注點(diǎn)能利用OOP技術(shù)，其和過(guò)程型語(yǔ)言為很多OOP語(yǔ)言的基礎(chǔ)相似。關(guān)注點(diǎn)實(shí)現(xiàn)因?yàn)榘凑罩付ㄟ^(guò)程這一形式產(chǎn)生，能運(yùn)用C、C++或者Java這些傳統(tǒng)語(yǔ)言。

3.方面的重新組合在此步驟中，方面集成器進(jìn)行某個(gè)模塊單元的建立，也就是方面，進(jìn)行重組標(biāo)準(zhǔn)的指定，常把重組過(guò)程稱(chēng)為結(jié)合或者織入，運(yùn)用合適的信息進(jìn)行最終系統(tǒng)的組建。AOP實(shí)現(xiàn)能夠運(yùn)用許多方式進(jìn)行織入的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行源碼至源碼的變換，進(jìn)行各方面源碼的預(yù)處理，織入過(guò)的源碼得以出現(xiàn)，再將織入過(guò)的源碼傳到編譯器，最終可執(zhí)行代碼得以生成。運(yùn)用此方式，基于Java的一個(gè)AOP實(shí)現(xiàn)，能將很多方面變換為Java源代碼，隨后通過(guò)Java編譯器，將其變換為字節(jié)碼，還能處于字節(jié)碼級(jí)別進(jìn)行織入的執(zhí)行，實(shí)際上，字節(jié)碼自身也為一種源碼。同時(shí)，對(duì)于底層中的執(zhí)行系統(tǒng)Java虛擬機(jī)，還能設(shè)計(jì)成為對(duì)AOP支持。基于Java的AOP實(shí)現(xiàn)要是運(yùn)用此方式，能在虛擬機(jī)中，把織入規(guī)則載入，隨后就之后載入的類(lèi)均利用此規(guī)則，實(shí)際上，其能進(jìn)行just-in-time方面織入的執(zhí)行。

三、總結(jié)

由于編程實(shí)踐的一直開(kāi)展，編程思想就會(huì)產(chǎn)生，產(chǎn)生的各種新編程思想，均對(duì)編程實(shí)踐進(jìn)行合理指導(dǎo)，且均使計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量與速度得以提升。在當(dāng)今，AOP實(shí)現(xiàn)與語(yǔ)法尚未進(jìn)行完全規(guī)范，其為基于OOP以后的編程思想的一種創(chuàng)新，其能選用OOP當(dāng)作基礎(chǔ)范型，具有讓人無(wú)法抗拒的好處，業(yè)界會(huì)進(jìn)行認(rèn)可、接受，但是還要更深刻地探究其中存在的問(wèn)題。