明晰軟件架構與數據結構

相信大多軟件工程師在談及軟件架構（software architecture）時馬上會聯想到數據結構（data structure），這是正常的反應。可是，有些工程師卻誤覺得軟件架構就徹底是關於數據結構，這就不對了。之因此將軟件架構與數據結構在本文中並提討論，是爲了讓咱們對之有更清晰的認識。讀者後面會明白，這種清晰的認識對於咱們的工做是有益的。

 

數據結構在Wikipedia上的定義是：爲了有效使用數據而在計算機中存儲和組織數據的特定方法。這必定義說明了爲何咱們又稱之爲算法。一樣是在Wikipedia上，咱們能找到對於軟件架構的定義：一個系統所需結構的集合，包括軟件元素（element）、元素間的關係和屬性。定義中的「元素」是一個很寬泛的稱呼，便可以指軟件組件（component），也能夠指一個獨立的子設備。

單從定義來看，軟件架構與數據結構具備不一樣的抽象層次，前者更放眼於功能，後者更着力於效率。爲了讀者能更好地理解這種層次之別，讓咱們以軟件開發流程中的兩個關鍵步驟爲例加以說明。軟件開發的設計階段存在概要設計和詳細設計兩大步驟，概要設計應重點闡述軟件架構，而詳細設計應着力於解釋數據結構。咱們都知道，在開發過程當中概要設計先於詳細設計，於是能夠推測出軟件架構處於更高的抽象層次。我看到過很多軟件概要設計文檔一上來就講數據結構，這是文檔的做者對於軟件架構與數據結構沒有加以明晰的緣故。

作軟件設計首當其衝的不是數據結構設計，而是架構設計，這一點不管怎樣規模的軟件都正確。架構設計強調的是設計概念（我有時也稱之爲模型），即軟件「長什麼樣」。對於實現一樣功能的軟件模塊，在有概念和沒有概念時所設計出來的數據結構會很不同。即便採用的算法相同，但命名頗有可能不一樣，且有概念的命名更具可讀性。所以，「先架構後結構」的方法，有助於寫出更具可維護性的代碼。現實中，之因此存在大量難以維護的代碼，正是由於設計者省去了概念塑造這一步驟。

另外一點須要指出的是，軟件架構設計與數據結構設計對工程師的能力要求並不徹底相同。軟件架構設計須要更多的是概念能力，即將細節進行必定的抽象和歸納的能力。數據結構設計所需的能力倒是對於計算機體系結構、編程語言和各類算法的掌握。

分清軟件架構與數據結構的意義在於：

1) 方便溝通。不至於他人在說軟件架構時，咱們卻只想着數據結構。

2) 明白架構設計的重要性。架構設計用於引導數據結構設計，數據結構設計是用來表達架構的。

3) 理解架構設計與數據結構設計所需的能力之別，而不至於認爲「數據結構是軟件的一切」。