22、软件设计中的状态图与模块化考量

软件设计中的状态图与模块化考量

1. 软件设计的重要性与概述

在软件开发过程中，常常会面临直接编写代码的压力。对于简单程序，这样做或许不会引发大问题，但在处理复杂程序时，就需要借助设计来应对复杂性。软件设计是架构与实现之间的中间环节，架构关注模块的组织和功能，设计则聚焦单个模块的内部结构及构建方式，而实现就是实际的代码。

例如，架构中可能有一个过滤传感器数据的模块，对应的设计会描述过滤的具体方式，如使用缓冲区存储最近的样本并求平均值以提供数据。而实现则涉及缓冲区的命名、样本位置的跟踪、高效计算平均值以及避免数值溢出等细节。

1.1 良好设计的重要性

良好的设计有助于开发者在不陷入细节的情况下思考程序的创建。以创建传感器数据过滤器为例，关键在于确定过滤技术，而非循环中用于索引样本缓冲区的变量名称。设计通过抽象掉无关细节，帮助我们更好地理解程序，也便于在投入大量时间编写代码之前发现错误。

1.2 设计可能出现的问题

1.2.1 抽象层次不当

• 无设计 ：只有实现代码，开发者可能将代码注释视为设计，但实际上注释无法提供真正设计的益处。
• 设计过于详细 ：设计中出现可执行代码行，这种过于详细的设计实际上是实现的另一种表达，如流程图中每个框都包含一行代码，这只是实现的图形化形式，而非真正的设计。

1.2.2 实现后补充设计

• 基于实现自动生成设计文档 ：例如从源代码自动生成流程图，但设