上一篇中我們談到在軟件開發(fā)中使用演進(jìn)式設(shè)計(jì)來讓軟件持續(xù)的響應(yīng)變化寓搬。

演進(jìn)式設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)對(duì)不確定的變化不做提前預(yù)估，優(yōu)先保持設(shè)計(jì)的“簡(jiǎn)單性”，避免過度設(shè)計(jì)吹埠。但是對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的變化也不能響應(yīng)滯后斩郎，當(dāng)新的變化方向上的“第一顆子彈”出現(xiàn)時(shí)脑融，就立即依照“正交設(shè)計(jì)原則”的指導(dǎo)進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，并"及時(shí)重構(gòu)"代碼缩宜，讓代碼可以在該變化方向上具有彈性肘迎。

接下來甥温，我們會(huì)深入談?wù)劥a中應(yīng)對(duì)變化的具體技巧，以作為對(duì)演進(jìn)式設(shè)計(jì)中缺乏的代碼實(shí)踐部分的補(bǔ)充妓布。

變化分類

引起軟件發(fā)生變化的原因各種各樣姻蚓。需求變更、技術(shù)演進(jìn)或者性能優(yōu)化等等匣沼，都可能會(huì)讓軟件發(fā)生變更狰挡。但是經(jīng)過設(shè)計(jì)后，轉(zhuǎn)化到既有代碼里的變化肛著，可以歸納為以下三類：

• 數(shù)據(jù)變化
• 行為變化
• 類型變化

本篇我們從“數(shù)據(jù)變化”講起圆兵。

數(shù)據(jù)變化

從一個(gè)簡(jiǎn)單的例子開始。

isPowerOverload是一個(gè)計(jì)算物理器件是否功率過載的函數(shù)枢贿。

它的參數(shù)是器件當(dāng)前的電流(amps)值殉农，算法是根據(jù)功率公式 “功率(watts) = 電流(amps) * 電壓(volts) ” 算出當(dāng)前的實(shí)際功率，然后和器件的額定功率(rated watts)進(jìn)行對(duì)比局荚。超過額定功率則返回true超凳，表示功率過載。

bool isPowerOverload(U32 amps) {
    U32 volts = 20;
    U32 rated_watts = 240;
    U32 watts = volts * amps;
    return watts > rated_watts;
}

在上例中耀态，器件的電壓和額定功率是確定的轮傍，分別是20v和240w。為了讓示例清晰首装，這里分別用變量來表示不同含義的值创夜。

現(xiàn)在假設(shè)發(fā)生了新的需求，出現(xiàn)一款新器件B仙逻，它的額定功率是360w驰吓，固定電壓是12v，算法一樣系奉。怎么設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)檬贰？

沒錯(cuò)，可以復(fù)用上面的代碼缺亮。于是有人將上面的代碼拷貝一份然后修改為：

bool isPowerOverloadForDeviceB(U32 amps) {
    const U32 volts = 12;
    const U32 rated_watts = 360;
    const watts = volts * amps;
    return watts > rated_watts;
}

于是我明白了翁涤，很多人理解的代碼“可復(fù)用性”，指的是既有系統(tǒng)里面有大量的可供拷貝修改的代碼萌踱。遺憾的是葵礼，這種“復(fù)用”方式只會(huì)讓我們的代碼重復(fù)率越來越高，最后陷入難以維護(hù)的“焦油坑”并鸵。

事實(shí)上章咧，真正的可復(fù)用代碼指得是：不對(duì)被復(fù)用的代碼修改任何一行源碼，直接就可以調(diào)用能真。

當(dāng)然，遵循“簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)”的系統(tǒng)是不可能一上來就滿足各種未曾出現(xiàn)的復(fù)用性要求的。但是遵循演進(jìn)式設(shè)計(jì)粉铐，就是要讓軟件在響應(yīng)變化的過程中疼约，逐漸的提高可復(fù)用性。

回到這段代碼蝙泼，我們對(duì)比這兩個(gè)函數(shù)程剥，會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)生變化的只是額定功率和固定電壓的數(shù)值，這屬于我們說的第一類代碼變化: 數(shù)據(jù)變化 汤踏。

而解決數(shù)據(jù)變化的方法也很簡(jiǎn)單织鲸，那就是 將變化的數(shù)據(jù)參數(shù)化。

將變化的數(shù)據(jù)參數(shù)化

于是我們將代碼修改如下：

bool isPowerOverload(U32 amps, U32 volts, U32 rated_watts) {
    U32 watts = volts * amps;
    return watts > rated_watts;
}

這時(shí)原有器件A的調(diào)用處需要改為 bool result = isPowerOverload(amps, 20, 240)溪胶；

而對(duì)新器件B的調(diào)用則為bool result = isPowerOverload(amps, 12, 360)搂擦。

可以看到新的isPowerOverload同時(shí)支持電流、電壓和額定功率的變化哗脖，所以代碼的可復(fù)用性比以前更好了瀑踢。

講到這里，可能會(huì)覺得才避，應(yīng)對(duì)“數(shù)據(jù)變化”的方法不就是“提參數(shù)”嘛橱夭，這不是編程入門課里教的東西嗎？ 可是桑逝，別急棘劣，讓我們把初始的程序改一改。

#define RATED_VOLTS 20
#define RATED_WATTS 240

bool isPowerOverload(U32 amps) {
    return RATED_VOLTS * amps > RATED_WATTS;
}

如果最初的程序?qū)崿F(xiàn)如上楞遏，這時(shí)對(duì)于同樣的新需求（支持額定功率是360w茬暇，固定電壓是12v），會(huì)有不少程序員的實(shí)現(xiàn)如下：

#define RATED_VOLTS_FOR_DEVICE_B 12
#define RATED_WATTS_FOR_DEVICE_B 360

bool isPowerOverloadForDeviceB(U32 amps) {
    return RATED_VOLTS_FOR_DEVICE_B * amps > RATED_WATTS_FOR_DEVICE_B;
}

咋看過去橱健，這兩段代碼沒有重復(fù)而钞，事實(shí)上用compare工具比較也顯示沒有重復(fù)。

但是我們看看重復(fù)代碼的定義拘荡。所謂 代碼重復(fù) 臼节，指的是 知識(shí)的重復(fù) ， 即 “代碼中對(duì)同一項(xiàng)知識(shí)出現(xiàn)了的重復(fù)的表達(dá)” 珊皿。

在上面的實(shí)現(xiàn)中网缝，對(duì)于 “怎么計(jì)算功率” 以及 “如何認(rèn)定功率過載” 的計(jì)算知識(shí)，出現(xiàn)了兩次重復(fù)的表達(dá)蟋定。而一旦知識(shí)發(fā)生了變化粉臊，重復(fù)的表達(dá)必然需要同步修改。例如現(xiàn)在要求所有的 “功率計(jì)算” 和 “過載比較” 支持浮點(diǎn)數(shù)驶兜，上面表面看似沒有重復(fù)的兩處代碼卻都要進(jìn)行修改扼仲。

因此远寸，上面的修改方式仍然是 “拷貝+修改” 式復(fù)用的慣性結(jié)果。究其原因是由于變化的數(shù)據(jù)成了全局常量（宏）屠凶，所以“提參數(shù)”的方法變得稍微不那么顯而易見了驰后。

這里更好的改法依然是將變化的數(shù)據(jù)參數(shù)化。只有將變化的數(shù)據(jù)參數(shù)化了矗愧，計(jì)算的邏輯才能標(biāo)準(zhǔn)化灶芝。

bool isPowerOverload(U32 amps, U32 volts, U32 rated_watts) {
    return volts * amps > rated_watts;
}

#define RATED_VOLTS_OF_DEVICE_A 20
#define RATED_WATTS_OF_DEVICE_A 240

#define RATED_VOLTS_OF_DEVICE_B 12
#define RATED_WATTS_OF_DEVICE_B 360

如上修改中，依然鼓勵(lì)了消除魔術(shù)數(shù)字唉韭，將不變的數(shù)字常量化夜涕，但是這和將計(jì)算過程參數(shù)化并不矛盾。

現(xiàn)在使用方可以這樣調(diào)用：

// for device A
bool result = isPowerOverload(amps, RATED_VOLTS_OF_DEVICE_A, RATED_WATTS_OF_DEVICE_A)属愤；

// for device B
bool result = isPowerOverload(amps, RATED_VOLTS_OF_DEVICE_B, RATED_WATTS_OF_DEVICE_B);

將數(shù)據(jù)之間的關(guān)系顯示化

上面修改后的代碼女器，通過將變化的數(shù)據(jù)參數(shù)化，解決了對(duì)計(jì)算方法重復(fù)表達(dá)的問題春塌。

不過上述代碼存在另一個(gè)問題晓避，就是使用方每次調(diào)用isPowerOverload的時(shí)候，需要負(fù)責(zé)將電壓和額定功率的常量值成對(duì)選擇正確只壳，而且傳參的時(shí)候還要確保順序正確俏拱。這不僅麻煩而且容易出錯(cuò)，尤其是當(dāng)調(diào)用點(diǎn)比較多的時(shí)候吼句。

對(duì)于上面的問題锅必，我們可以把對(duì)參數(shù)如何選擇的知識(shí)封裝起來，給調(diào)用方更易用的接口惕艳。

static const U32 RATED_VOLTS_OF_DEVICE_A = 20;
static const U32 RATED_WATTS_OF_DEVICE_A = 240;

static const U32 RATED_VOLTS_OF_DEVICE_B = 12;
static const U32 RATED_WATTS_OF_DEVICE_B = 360;

static bool isPowerOverload(U32 amps, U32 volts, U32 rated_watts) {
    return volts * amps > rated_watts;
}

bool isPowerOverloadForDeviceA(U32 amps) {
    return isPowerOverload(amps, RATED_VOLTS_OF_DEVICE_A, RATED_WATTS_OF_DEVICE_A);
}

bool isPowerOverloadForDeviceB(U32 amps) {
    return isPowerOverload(amps, RATED_VOLTS_OF_DEVICE_B, RATED_WATTS_OF_DEVICE_B);
}

上面的修改搞隐，可以讓調(diào)用方變得簡(jiǎn)單。使用者只用選擇調(diào)用isPowerOverloadForDeviceA或者isPowerOverloadForDeviceB远搪，避免了重復(fù)且易出錯(cuò)的常量選擇劣纲。

另外，由于使用方不再需要看到電壓和額定功率的常量值谁鳍，所以可以將全局宏常量變成局部于實(shí)現(xiàn)文件內(nèi)的static const類型常量癞季，這樣進(jìn)一步隱藏了實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。甚至如果這些常量只用于計(jì)算功率過載的函數(shù)里倘潜，可以進(jìn)一步將其內(nèi)置于各自的函數(shù)內(nèi)绷柒。

當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)中isPowerOverload也已屬于內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，所以將其用static修飾涮因，作用域限定在當(dāng)前的文件內(nèi)废睦。而isPowerOverloadForDeviceA和isPowerOverloadForDeviceB是接口，它們分別調(diào)用了isPowerOverload养泡，共享了一份計(jì)算邏輯的代碼表述嗜湃。

不過在兩個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)中奈应，目前依然需要選擇電壓和額定功率，并需要保證與對(duì)應(yīng)的器件類型是一致的购披。

這個(gè)問題的根本原因是由于電壓和額定功率之間本來就是有內(nèi)在聯(lián)系的钥组。而將電壓和功率分別用獨(dú)立的U32常量進(jìn)行表示，實(shí)際上將它們之間的關(guān)系隱式化了今瀑，需要每個(gè)調(diào)用者保證它們使用時(shí)的一致性。

為了避免出現(xiàn)不一致点把，我們其實(shí)是需要進(jìn)一步把 數(shù)據(jù)之間的關(guān)系用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)顯示化的表達(dá)出來橘荠。這個(gè)時(shí)候ADT(Abstract Data Type)，抽象數(shù)據(jù)類型就有用了郎逃。

struct DeviceConfig {
    U32 volts;
    U32 watts;
};

enum DeviceType {
    DEVICE_A,
    DEVICE_B,
    DEVICE_MAX,
};

static DeviceConfig DEVICE_CONFIG[DEVICE_MAX] = [
    /* volts,  watts*/
    {  20   ,  240   },
    {  12   ,  360   }
];

static bool isPowerOverload(U32 amps, U32 volts, U32 rated_watts) {
    return volts * amps > rated_watts;
}

bool isPowerOverloadForDeviceA(U32 amps) {
    const DeviceConfig* cfg = DEVICE_CONFIG[DEVICE_A];
    return isPowerOverload(amps, cfg->volts, cfg->watts);
}

bool isPowerOverloadForDeviceB(U32 amps) {
    const DeviceConfig* cfg = DEVICE_CONFIG[DEVICE_B];
    return isPowerOverload(amps, cfg->volts, cfg->watts);
}

上面的實(shí)現(xiàn)使用了C語言的常用技巧：結(jié)構(gòu)體和表驅(qū)動(dòng)哥童。由于結(jié)構(gòu)體可以把相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)聚合在一起，所以上面代碼中只用根據(jù)DeviceType就可以一次把所有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)全部拿出來褒翰，避免了數(shù)據(jù)分散選擇時(shí)可能出現(xiàn)的不一致贮懈。

使用抽象數(shù)據(jù)類型(ADT)可以表示數(shù)據(jù)的各種關(guān)系。C語言中結(jié)構(gòu)體可以表示數(shù)據(jù)的聚合關(guān)系优训，數(shù)組和鏈表可以表示數(shù)據(jù)間的位置關(guān)系朵你，而哈希表可以表示數(shù)據(jù)的字典關(guān)系。

善于利用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)把數(shù)據(jù)之間的關(guān)系顯示化揣非，可以讓算法變得簡(jiǎn)單抡医，甚至性能更高。軟件工程很早就說過的 “軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)” 以及 “程序 = 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法”早敬。今天來看這些說法有其時(shí)代局限性忌傻，但是至少體現(xiàn)出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)于軟件設(shè)計(jì)的重要性。

通過上面的示例也看到了搞监，隨著封裝水孩，代碼的行數(shù)也在逐漸變多。這是由于我們的示例比較簡(jiǎn)單琐驴，只有兩個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)》郑現(xiàn)實(shí)中當(dāng)互相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)越多，使用抽象數(shù)據(jù)類型把互相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)組織在一起的價(jià)值就越大棍矛。另外安疗，封裝的價(jià)值還在于封閉知識(shí)，讓客戶更簡(jiǎn)單够委、更不容易出錯(cuò)荐类。

相反的例子是，在代碼中大量使用全局變量茁帽，而這些全局變量之間的關(guān)系又都是隱式的玉罐，分布在軟件的各個(gè)計(jì)算邏輯的細(xì)節(jié)中屈嗤，最后只能依賴程序員之間口口相傳，或者只能依賴某個(gè)“資深”程序員才能對(duì)其做安全的修改吊输。這樣的程序最終會(huì)變成所有維護(hù)者的噩夢(mèng)饶号。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模

繼續(xù)回到上面的代碼示例。最后的版本中使用了表驅(qū)動(dòng)的方式對(duì)不同器件的數(shù)據(jù)進(jìn)行了組織季蚂。表驅(qū)動(dòng)是C語言常用的設(shè)計(jì)技巧茫船，不過需要注意的是，一個(gè)單獨(dú)的二維的表扭屁，只能表達(dá)一個(gè)方向上的變化算谈。當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)及其以上的變化方向時(shí)，一個(gè)表必然出現(xiàn)出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復(fù)料滥。

我們回到器件和單板的例子上然眼。假如某類器件的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)有5項(xiàng)，其中3項(xiàng)數(shù)據(jù)隨著器件的自身類型變化葵腹，另外2項(xiàng)數(shù)據(jù)隨著器件所在的單板變化高每。假設(shè)該類器件有3種，一共支持4種單板践宴。如果將所有數(shù)據(jù)項(xiàng)放到一張表里鲸匿，表里的數(shù)據(jù)量會(huì)是所有變化方向的乘積，也即一共有 5 * 3 * 4 = 60 項(xiàng)浴井。 這些數(shù)據(jù)里面一定存在需要同步修改的重復(fù)數(shù)據(jù)晒骇。

這提醒我們需要按照不同的變化方向?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行拆分。

在C程序里面容易出現(xiàn)過度使用表驅(qū)動(dòng)的情況磺浙。經(jīng)常見到大量數(shù)據(jù)被塞入到一張張大表中洪囤，表里的數(shù)據(jù)存在高度的重復(fù)。這樣不僅維護(hù)困難撕氧，而且還浪費(fèi)了大量的靜態(tài)內(nèi)存瘤缩。

表的內(nèi)容要消除重復(fù)，所遵循的設(shè)計(jì)原則和關(guān)系數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)范式一樣伦泥，需要把數(shù)據(jù)按照不同的主鍵（即不同的變化原因）分開剥啤。所以上例中需要把結(jié)構(gòu)體拆成兩個(gè)，一個(gè)只包含隨著器件自身變化的數(shù)據(jù)不脯，另一個(gè)只包含和器件所在單板變化的數(shù)據(jù)府怯，兩個(gè)結(jié)構(gòu)體通過一個(gè)鍵值（代碼里對(duì)應(yīng)ID或者指針）建立關(guān)聯(lián)。這樣兩個(gè)結(jié)構(gòu)體各自對(duì)應(yīng)一張表防楷，表里的數(shù)據(jù)就不會(huì)再有重復(fù)牺丙。

這其實(shí)就是數(shù)據(jù)建模的過程。

數(shù)據(jù)建模除了關(guān)注變化原因外，還要關(guān)注數(shù)據(jù)的變化頻率冲簿。假設(shè)我們合理的分表了粟判，表和表之間就會(huì)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。那么數(shù)據(jù)表放在哪些物理代碼文件和目錄下也是有講究的峦剔。這里的基本原則是 數(shù)據(jù)和誰更緊密档礁，經(jīng)常一起變化，就和誰放到一起吝沫。不遵循這個(gè)原則就會(huì)出現(xiàn)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化后呻澜，代碼里需要散彈式修改的問題。

我們繼續(xù)使用器件和單板的例子惨险。例如每個(gè)器件都有在不同單板上的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)易迹。如果經(jīng)常新增器件的話，那么每個(gè)器件在不同單板上的配置數(shù)據(jù)就應(yīng)該和器件的代碼放在一起平道，這樣每增加一個(gè)新器件可以一次內(nèi)聚的把它應(yīng)該支持的所有單板的數(shù)據(jù)都配置好，還不會(huì)影響別的器件的數(shù)據(jù)供炼。然而如果是經(jīng)常新增加單板的話一屋，那么就需要把這些數(shù)據(jù)以單板為維度組織在一起。否則的話袋哼，每增加一個(gè)單板都需要逐一打開每個(gè)器件的代碼去修改冀墨，不僅麻煩還容易遺漏。

數(shù)據(jù)建模的最后一個(gè)考慮點(diǎn)是 數(shù)據(jù)的生命周期涛贯。生命周期一致的數(shù)據(jù)放在一起诽嘉，會(huì)讓數(shù)據(jù)的生命周期管理變得容易。相關(guān)的數(shù)據(jù)同生同滅弟翘，數(shù)據(jù)的一致性容易得到滿足虫腋，會(huì)減少很多訪問過期的數(shù)據(jù)或懸空指針的頭疼問題。

所以總結(jié)一下稀余，數(shù)據(jù)建脑眉剑可以讓數(shù)據(jù)減少重復(fù)，更容易修改和維護(hù)睛琳。數(shù)據(jù)建暮畜。可以參考關(guān)系數(shù)據(jù)表建模的設(shè)計(jì)范式要求，但是對(duì)于代碼還要站在數(shù)據(jù)的變化原因师骗、變化頻率和生命周期的角度去思考历等，最后再加上前面提到的顯示合理的表達(dá)數(shù)據(jù)間關(guān)系，這就是數(shù)據(jù)建模的基本設(shè)計(jì)方法了辟癌。

數(shù)據(jù)外置

使用表驅(qū)動(dòng)的方式將靜態(tài)數(shù)據(jù)存在代碼里寒屯，這樣數(shù)據(jù)和使用它們的代碼離得近，改動(dòng)方便愿待，而且技術(shù)棧一致好管理浩螺。

但是當(dāng)靜態(tài)數(shù)據(jù)量變大后靴患，用源碼來描述數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)間關(guān)系的手段就會(huì)捉襟見肘，而且所有數(shù)據(jù)占據(jù)著代碼的靜態(tài)區(qū)要出，增加了版本的體積和內(nèi)存的開銷鸳君。

因此，當(dāng)靜態(tài)數(shù)據(jù)量比較大患蹂，或者數(shù)據(jù)關(guān)系復(fù)雜的情況下或颊，建議將靜態(tài)數(shù)據(jù)外置出去形成配置文件。

根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系選擇合適的配置文件格式是重要的传于。

常見的配置文件格式有：INI囱挑、XML、JSON沼溜、YAML和TOML等平挑。

INI是種比較簡(jiǎn)單的配置形式，支持對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分段聚合系草。它最多只能解決一層嵌套通熄，如果需要兩層以上嵌套，需要用到數(shù)組找都，就稍微力不從心了唇辨。

XML則是非常靈活的，支持?jǐn)?shù)據(jù)的多級(jí)樹狀結(jié)構(gòu)能耻。XML有schema的支持赏枚，還有XSLT支持格式轉(zhuǎn)換。但是XML寫起來比較冗余晓猛，閱讀起來噪音相對(duì)比較多饿幅。一般XML很少讓人直接去編輯，大多作為各種工具的中間的文本存儲(chǔ)格式戒职。

JSON是一種非常好的數(shù)據(jù)存放和傳輸?shù)母袷浇氩牵⑶矣袃?nèi)建的數(shù)據(jù)類型支持。但是JSON由于它的多級(jí)大括號(hào)縮進(jìn)帕涌，閱讀起來不方便摄凡。而且JSON不支持注釋（JSON5之前），同級(jí)的數(shù)據(jù)間沒有順序保證蚓曼，將JSON讀入后再導(dǎo)出格式會(huì)亂掉亲澡。

YAML也是一種非常靈活的配置文件格式。YAML靠縮進(jìn)描述數(shù)據(jù)間的關(guān)系纫版，并且有內(nèi)建的數(shù)據(jù)類型床绪，還支持以錨點(diǎn)的方式做相對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)引用。YAML在易讀性和靈活性中平衡得相對(duì)較好，我們熟知的Swagger就用YAML描述服務(wù)的API癞己。YAML的語法相對(duì)較多膀斋，稍微有些復(fù)雜，大多數(shù)情況下做配置文件都只用到其一個(gè)子集痹雅。

還有一種推薦的配置文件格式是TOML仰担，這是github覺得YAML不太簡(jiǎn)潔所以自己搞出來的。TOML的目標(biāo)是成為一個(gè)極簡(jiǎn)的配置文件格式绩社，它有自己內(nèi)建的數(shù)據(jù)類型摔蓝，并且被設(shè)計(jì)成可以無歧義地被映射為哈希表，從而被多種語言解析∮浒遥現(xiàn)在TOML被用的越來越廣泛贮尉，RUST語言的包管理器cargo就是采用TOML作為其包描述文件。

上面我們介紹了常見的配置文件格式朴沿。用配置文件可以把數(shù)據(jù)從代碼里面獨(dú)立出來專門維護(hù)猜谚，再借助各種配置文件的解析工具可以讓數(shù)據(jù)的編輯維護(hù)變得更加容易，在需要的時(shí)候也可以為配置文件開發(fā)一些輔助性工具以提高數(shù)據(jù)配置和校驗(yàn)的效率赌渣。

配置文件可以用來參與構(gòu)建階段做代碼生成龄毡，也可以在運(yùn)行時(shí)被二進(jìn)制程序加載。另外锡垄，將數(shù)據(jù)獨(dú)立于配置文件后，我們可以根據(jù)目標(biāo)場(chǎng)景選擇性的交付數(shù)據(jù)祭隔，以降低二進(jìn)制程序的大小和內(nèi)存占用空間货岭。

再進(jìn)一步，當(dāng)數(shù)據(jù)量大到配置文件也不適合的時(shí)候疾渴，這時(shí)可能需要一款數(shù)據(jù)庫的幫忙了千贯。關(guān)于數(shù)據(jù)庫選型的話題超出本文的范疇了，這里推薦我的朋友尉剛強(qiáng)寫的一篇文章《如何為業(yè)務(wù)產(chǎn)品選擇一款合適的數(shù)據(jù)庫搞坝？》搔谴。

當(dāng)選型數(shù)據(jù)庫之后，需要按照數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)范式約束做數(shù)據(jù)建模桩撮。遺憾的是敦第，很多人會(huì)遺忘這件事對(duì)于用配置文件保存數(shù)據(jù)同樣重要。有時(shí)甚至需要把數(shù)據(jù)模型的元模型也用數(shù)據(jù)表達(dá)出來店量，以凸顯模型背后的關(guān)系芜果。這里給大家推薦《企業(yè)軟件架構(gòu)模式》一書，里面有很多關(guān)于關(guān)于此方面的最佳實(shí)踐融师。

一點(diǎn)補(bǔ)充

再回到最開始的例子右钾，有一個(gè)初始版本的“判斷器件是否功率過載”的函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

bool isPowerOverload(U32 amps) {
    return amps > 12;
}

這個(gè)版本為了性能優(yōu)化，將20v的固定電壓和240w的額定功率做了預(yù)先計(jì)算，最后得出只要電流大于12a就算過載舀射。

這是常見的性能優(yōu)化手段窘茁。一旦算法涉及到固定的數(shù)字，為了性能優(yōu)化就會(huì)提前做一些計(jì)算脆烟，以降低運(yùn)行時(shí)的計(jì)算開銷山林。

這里存在一個(gè)潛在問題是：當(dāng)我們打開器件手冊(cè)，能看到的數(shù)字可能仍然是20v和240w浩淘，它們和代碼里的12之間的關(guān)系并沒有在代碼里顯示化表達(dá)了捌朴。假設(shè)有一天20v的數(shù)字調(diào)整了，很容易遺漏去更改代碼里面的12张抄。

所以代碼里的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)源之間的關(guān)系是需要維護(hù)的砂蔽。盡可能用代碼將這種關(guān)系顯示化的表達(dá)出來，比如上面的問題署惯，可以依賴編譯器的編譯期自動(dòng)計(jì)算能力左驾。

constexpr U32 AMPS_THRESHOLD(U32 watts, U32 volts) {
    return watts/volts;
}

const static U32 AMPS_THRESHOLD_OF_DEVICE_A = AMPS_THRESHOLD(240, 20);
const static U32 AMPS_THRESHOLD_OF_DEVICE_B = AMPS_THRESHOLD(360, 12);

static inline bool isPowerOverload(U32 amps, U32 threshold) {
    return amps > threshold
}

bool isPowerOverloadForDeviceA(U32 amps) {
    return isPowerOverload(amps, AMPS_THRESHOLD_OF_DEVICE_A);
}

bool isPowerOverloadForDeviceB(U32 amps) {
    return isPowerOverload(amps, AMPS_THRESHOLD_OF_DEVICE_B);
}

如上，我們不僅在代碼里顯示的維護(hù)了數(shù)據(jù)之間的關(guān)系极谊，還同時(shí)借助編譯器的編譯期計(jì)算能力诡右，幫我們完成了可以提前進(jìn)行的數(shù)值計(jì)算工作，保證了運(yùn)行時(shí)性能轻猖。上面的例子里面借助了C++的constexpr的能力帆吻。

另外，當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大咙边，為了避免編譯時(shí)開銷猜煮，借助腳本自動(dòng)計(jì)算刷新也是可以的，這時(shí)候數(shù)據(jù)之間的關(guān)系就被腳本代碼維護(hù)著败许。

總結(jié)

本文通過一個(gè)非常簡(jiǎn)單的小例子王带，總結(jié)了代碼中應(yīng)對(duì)“數(shù)據(jù)變化”的常用設(shè)計(jì)技巧。

• 將變化的數(shù)據(jù)參數(shù)化市殷，使得計(jì)算邏輯可以被統(tǒng)一愕撰；
• 將數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，通過選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行顯示化表達(dá)醋寝；
• 根據(jù)數(shù)據(jù)的變化原因搞挣、變化頻率和生命周期，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分和組織音羞；
• 如果靜態(tài)配置數(shù)據(jù)規(guī)模大或者關(guān)系復(fù)雜柿究，建議將配置數(shù)據(jù)外置到配置文件中，甚至數(shù)據(jù)庫中黄选；
• 配置文件和數(shù)據(jù)庫一樣蝇摸，都需要根據(jù)數(shù)據(jù)特征進(jìn)行合理選型婶肩，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模；

由于本文主要站在代碼設(shè)計(jì)的角度貌夕，所以選擇了和代碼設(shè)計(jì)緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)話題律歼，不涉及數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理相關(guān)的話題。另外啡专，示例以C語言為主险毁，沒有刻意采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)技巧，面向?qū)ο蟮脑掝}會(huì)放在后面“行為變化”中討論们童。

最后想說的是畔况，數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。后面我們會(huì)繼續(xù)探討代碼中的“行為變化”和“類型變化”慧库，會(huì)發(fā)現(xiàn)其中很多設(shè)計(jì)技巧和這里的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)之間存在著千絲萬縷的關(guān)系跷跪。