调用返回风格（Call-Return Architecture Style）
调用返回风格是软件架构设计中一种重要的风格，利用了调用与返回机制来分解复杂系统，减少系统的复杂性，并提升其可维护性。在这种架构风格中，一个模块或系统的构件通过调用其他模块的功能（子系统），然后获取其结果并继续执行。这种方式非常适合用于分而治之的设计思路，将一个复杂的任务拆解成多个简单的子任务。
在调用返回风格中，通常分为主程序/子程序、面向对象风格和层次结构风格。每种风格都体现了不同的系统解耦、模块化和职责划分的方式。
1. 主程序/子程序风格（Procedure-Oriented Call-Return Style）
定义：
主程序/子程序风格是一种经典的面向过程的架构风格。它将复杂的任务分解为多个子程序，主程序负责控制执行流程，并通过调用子程序来完成具体任务。子程序在执行后会返回结果，主程序使用这些结果来继续处理。
场景：
- 购物车系统：用户选择商品，系统按照预定流程进行结算、支付、收货等步骤，每个步骤由不同的子程序完成。
- 银行交易系统：主程序控制整个交易流程，调用多个子程序来执行不同的交易步骤，如账户验证、资金转移等。
代码示例：
class ShoppingCart {private int items = 0;// 添加商品到购物车public void addItem() {items++;System.out.println("Item added to cart. Total items: " + items);}// 结账public void checkout() {if (items > 0) {System.out.println("Proceeding to checkout with " + items + " items.");} else {System.out.println("Cart is empty. Cannot checkout.");}}// 支付public void makePayment() {if (items > 0) {System.out.println("Payment successful for " + items + " items.");} else {System.out.println("No items in the cart to pay for.");}}// 收货public void receiveItems() {if (items > 0) {System.out.println("Items received.");} else {System.out.println("No items to receive.");}}// 评价public void leaveFeedback() {System.out.println("Thank you for your feedback.");}
}public class MainProgram {public static void main(String[] args) {ShoppingCart cart = new ShoppingCart();// 主程序通过调用子程序模拟购物流程cart.addItem(); // 添加商品cart.checkout(); // 结账cart.makePayment(); // 支付cart.receiveItems(); // 收货cart.leaveFeedback(); // 评价}
}
特点：
- 简单明了：符合传统商业行为的步骤，如浏览、添加购物车、结账、支付、收货和评价等。
- 架构清晰：容易通过程序流图、泳道图等可视化工具呈现流程，便于开发和验证。
2. 面向对象风格（Object-Oriented Call-Return Style）
定义：
面向对象风格是主程序/子程序风格的扩展，它引入了面向对象的设计理念，将数据和操作封装在类中，通过对象之间的相互调用来实现功能。对象不仅具有自己的状态（成员变量），还负责操作自己的数据（方法）。这使得模块之间的耦合度更低，系统更加灵活和可扩展。
场景：
- 电子商务系统：不同类型的商品使用不同的对象来表示，系统通过对象间的调用来实现购物、支付等业务。
- 银行系统：账户、交易和支付等都可以通过不同的对象来封装。
代码示例：
// 父类：商品
class Product {private String name;private double price;public Product(String name, double price) {this.name = name;this.price = price;}public String getName() {return name;}public double getPrice() {return price;}// 提供一个虚方法，用于展示多态public void displayProduct() {System.out.println("Product: " + name + ", Price: $" + price);}
}// 子类：电子产品，继承自Product
class ElectronicProduct extends Product {private String brand;public ElectronicProduct(String name, double price, String brand) {super(name, price);this.brand = brand;}@Overridepublic void displayProduct() {System.out.println("Electronic Product: " + getName() + ", Price: $" + getPrice() + ", Brand: " + brand);}
}// 购物车类
class ShoppingCart {private List<Product> items = new ArrayList<>();public void addItem(Product item) {items.add(item);System.out.println(item.getName() + " added to cart.");}public double checkout() {double total = 0;for (Product item : items) {total += item.getPrice();}System.out.println("Total amount: $" + total);return total;}public void makePayment(double amount) {System.out.println("Payment of $" + amount + " completed.");}public void receiveItems() {System.out.println("Items received.");}public void leaveFeedback() {System.out.println("Thank you for your feedback.");}
}public class MainProgram {public static void main(String[] args) {ShoppingCart cart = new ShoppingCart();// 创建商品对象并加入购物车cart.addItem(new Product("Laptop", 999.99));cart.addItem(new ElectronicProduct("Smartphone", 499.99, "BrandX"));// 结账并支付double totalAmount = cart.checkout();cart.makePayment(totalAmount);// 收货并评价cart.receiveItems();cart.leaveFeedback();}
}
特点：
- 封装性：每个对象独立维护其数据和操作，降低了模块之间的耦合度。
- 可扩展性：通过继承和多态，系统容易扩展，添加新的商品类型或支付方式变得更加简单。
3. 层次结构风格（Layered Call-Return Style）
定义：
层次结构风格将应用程序设计为多个层次，每个层次只与相邻的层次进行交互。上层可以调用下层来实现功能，每一层都专注于特定的职责。这种设计有助于解耦各层的逻辑，使得系统的维护和扩展更加灵活。
场景：
- 操作系统：内核层、用户态管理、工具层次结构。
- Web 应用：MVC（模型-视图-控制器）架构，业务逻辑和数据访问层分离。
代码示例：
// 模型类
class Product {private String name;private double price;public Product(String name, double price) {this.name = name;this.price = price;}public String getName() {return name;}public double getPrice() {return price;}
}// 视图类
class ProductView {public void displayProduct(String name, double price) {System.out.println("Product: " + name + ", Price: $" + price);}public void displayInvalidProductMessage() {System.out.println("Invalid product information.");}
}// 控制器类
class ProductController {private Product product;private ProductView view;public ProductController(Product product, ProductView view) {this.product = product;this.view = view;}public void updateView() {if (product.getName() != null && product.getPrice() > 0) {view.displayProduct(product.getName(), product.getPrice());} else {view.displayInvalidProductMessage();}}public void setProductName(String name) {if (name != null && !name.isEmpty()) {product = new Product(name, product.getPrice());}}public void setProductPrice(double price) {if (price > 0) {product = new Product(product.getName(), price);}}
}public class MainProgram {public static void main(String[] args) {// 创建模型、视图和控制器Product product = new Product("Smartphone", 499.99);ProductView view = new ProductView();ProductController controller = new ProductController(product, view);// 更新视图controller.updateView();// 修改商品信息并更新视图controller.setProductName("Tablet");controller.setProductPrice(299.99);controller.updateView();}
}
特点：
- 解耦性：每
一层负责独立的职能，减少了模块间的直接依赖。
- 灵活性：通过更换不同的层来适应不同需求，提高了系统的可维护性和可扩展性。
总结
调用返回风格通过主程序与子程序的调用关系解耦了功能的实现，降低了模块之间的复杂度。它为系统提供了结构化的解耦设计，能够有效提升系统的维护性与扩展性，并且可以适应面向过程、面向对象、层次化等不同风格的需求。