契约式设计6大原则的理解

在《Design by Contract原则与实践》中，作者定义了契约式设计的6大原则：

1. 区分命令和查询；
2. 将基本查询和派生查询区分开；
3. 针对每个派生查询，设定一个后验条件，使用一个或多个基本查询的结果来定义它；
4. 对于每个命令都撰写一个后验条件，规定每个基本查询的值；
5. 对于每个查询和命令，采用一个合适的先验条件；
6. 撰写不变式来定义对象的恒定特性。

前面5个针对operation层面而言，不论是面向对象也好，面向过程也好，函数式也好，都可以适用。最后1个针对data层面而言，特别适用于面向对象等有着数据的组合的模式。细分下去，前面2点是对于operation对对象状态的改变的分别，而3、4两点是后验条件的原则，第5点是先验条件的原则。

1、区分命令和查询

　　根据operation是否改变对象的状态，将operation分为命令和查询两类，这个应该直接在命名上就体现出来，比如查询应该使用getXXX等，一眼看到就知道这个是查询，不改变对象状态，那个是命令，会改变对象状态。这个分类除了让我们能一眼就看出operation的特点之外，还是整个DbC在Operation组合的正则性的基础。如果划分错误，则可能破坏Operation组合的正则性（比如将一个命令操作当成查询操作来处理）。

2、将基本查询和派生查询区分开

　　对查询进行细分，有的查询可以有其它查询组合，有些是不能由其它查询组合而得的，前者为派生查询，后者为基本查询。

　　对于基本查询，它是不需要后验条件的，是默认 assert(postcondition) == true的，因为它是原始的，primitive查询，而派生查询是由基本查询组合而成，这中间涉及到了作者的逻辑，需要一个后验条件，以确保这个逻辑是正确的。

　　因为基本查询是确定满足后验条件的，所以，如果除了基本查询之外的所有其他operation的后验条件最终都由基本查询构成，那么久保证这些operation的后验条件的正确性和正当性。引申出来就是原则3和原则4:

　　PostCondition(PrimitiveQuery) =

　　　　^ Assert(postcondition) == true

　　PostCondition(ComposedQuery)= PrimitiveQuery{1..n}

　　PostCondition(Command)=PrimitiveQuery{1..n}

　　这就保证了所有operation的后验条件均是正当的正确的。

3、对于每个查询和命令，采用一个合适的先验条件

　　每个真理都是在一定的前提之下才成立的。如果某个查询操作不需要先验条件，那么它的先验条件就是any precondition.

　　这和前面所说的后验条件结合在一起，保证了Operation的组合的正则性。这里也强调了合适。

4、撰写不变式来定义对象的恒定特性

　　对象的某些属性自始至终都是需要满足某些条件的。仔细地区分地话，我们应该更加关注那些在command operation里面会改变的属性，确保这些属性一直满足这些条件，从而保证data满足不变式的要求和恒定特性。就C++而言，这点是需要特别留意的，一般建议在子类里面不要直接操作父类成员变量，否则对于保证对象成员变量的恒定特性是很麻烦的，在C++里面还有友元函数，友元类等，建议尽量不要在友元函数、友元类里面修改类成员变量值。对于成员变量的修改建议抽取出一个方法供调用，这样子，对于保证data的恒定特性非常有必要。

契约式设计（DbC）感想（二）