18-0-软件开发规范

lamirs2020年12月14日大约 17 分钟

一. 软件的开发规范

什么是开发规范?为什么要有开发规范呢?

你现在包括之前写的一些程序，所谓的'项目'，都是在一个py文件下完成的，代码量撑死也就几百行，你认为没问题，挺好。但是真正的后端开发的项目，系统等，少则几万行代码，多则十几万，几十万行代码，你全都放在一个py文件中行么？当然你可以说，只要能实现功能即可。咱们举个例子，如果你的衣物只有三四件，那么你随便堆在橱柜里，没问题，咋都能找到，也不显得特别乱，但是如果你的衣物，有三四十件的时候，你在都堆在橱柜里，可想而知，你找你穿过三天的袜子，最终从你的大衣口袋里翻出来了，这是什么感觉和心情……

软件开发，规范你的项目目录结构，代码规范，遵循PEP8规范等等，让你更加清晰滴，合理滴开发。

那么接下来我们以博客园系统的作业举例，将我们之前在一个py文件中的所有代码，整合成规范的开发。

首先我们看一下，这个是我们之前的目录结构（简化版）：

py文件的具体代码如下：

status_dic = {
    'username': None,
    'status': False,
}
flag = True

def login():
    i = 0
    with open('register', encoding='utf-8') as f1:
        dic = {i.strip().split('|')[0]: i.strip().split('|')[1] for i in f1}
    while i < 3:
        username = input('请输入用户名：').strip()
        password = input('请输入密码：').strip()
        if username in dic and dic[username] == password:
            print('登录成功')
            return True
        else:
            print('用户名密码错误，请重新登录')
            i += 1

def register():
    with open('register', encoding='utf-8') as f1:
        dic = {i.strip().split('|')[0]: i.strip().split('|')[1] for i in f1}
    while 1:
        print('\033[1;45m 欢迎来到注册页面 \033[0m')
        username = input('请输入用户名：').strip()
        if not username.isalnum():
            print('\033[1;31;0m 用户名有非法字符，请重新输入 \033[0m')
            continue
        if username in dic:
            print('\033[1;31;0m 用户名已经存在，请重新输入 \033[0m')
            continue
        password = input('请输入密码：').strip()
        if 6 <= len(password) <= 14:
            with open('register', encoding='utf-8', mode='a') as f1:
                f1.write(f'\n{username}|{password}')
            status_dic['username'] = str(username)
            status_dic['status'] = True
            print('\033[1;32;0m 恭喜您，注册成功！已帮您成功登录~ \033[0m')
            return True
        else:
            print('\033[1;31;0m 密码长度超出范围，请重新输入 \033[0m')

def auth(func):
    def inner(*args, **kwargs):
        if status_dic['status']:
            ret = func(*args, **kwargs)
            return ret
        else:
            print('\033[1;31;0m 请先进行登录 \033[0m')
            if login():
                ret = func(*args, **kwargs)
                return ret
    
    return inner

@auth
def article():
    print(f'\033[1;32;0m 欢迎{status_dic["username"]}访问文章页面\033[0m')

@auth
def diary():
    print(f'\033[1;32;0m 欢迎{status_dic["username"]}访问日记页面\033[0m')

@auth
def comment():
    print(f'\033[1;32;0m 欢迎{status_dic["username"]}访问评论页面\033[0m')

@auth
def enshrine():
    print(f'\033[1;32;0m 欢迎{status_dic["username"]}访问收藏页面\033[0m')

def login_out():
    status_dic['username'] = None
    status_dic['status'] = False
    print('\033[1;32;0m 注销成功 \033[0m')

def exit_program():
    global flag
    flag = False
    return flag

choice_dict = {
    1: login,
    2: register,
    3: article,
    4: diary,
    5: comment,
    6: enshrine,
    7: login_out,
    8: exit_program,
}

while flag:
    print('''
    欢迎来到博客园首页
    1:请登录
    2:请注册
    3:文章页面
    4:日记页面
    5:评论页面
    6:收藏页面
    7:注销
    8:退出程序''')
    
    choice = input('请输入您选择的序号:').strip()
    if choice.isdigit():
        choice = int(choice)
        if 0 < choice <= len(choice_dict):
            choice_dict[choice]()
        else:
            print('\033[1;31;0m 您输入的超出范围，请重新输入 \033[0m')
    
    else:
        print('\033[1;31;0m 您您输入的选项有非法字符，请重新输入 \033[0m')

此时我们是将所有的代码都写到了一个py文件中，如果代码量多且都在一个py文件中，那么对于代码结构不清晰，不规范，运行起来效率也会非常低。所以我们接下来一步一步的修改：

程序配置.

你项目中所有的有关文件的操作出现几处，都是直接写的register相对路径，如果说这个register注册表路径改变了，或者你改变了register注册表的名称，那么相应的这几处都需要一一更改，这样其实你就是把代码写死了，那么怎么解决？我要统一相同的路径，也就是统一相同的变量，在文件的最上面写一个变量指向register注册表的路径，代码中如果需要这个路径时，直接引用即可。

划分文件

一个项目的函数不能只是这些，我们只是举个例子，这个小作业函数都已经这么多了，那么要是一个具体的实际的项目，函数会非常多，所以我们应该将这些函数进行分类，然后分文件而治。在这里我划分了以下几个文件：

settings.py: 配置文件，就是放置一些项目中需要的静态参数，比如文件路径，数据库配置，软件的默认设置等等

类似于我们作业中的这个：

common.py:公共组件文件，这里面放置一些我们常用的公共组件函数，并不是我们核心逻辑的函数，而更像是服务于整个程序中的公用的插件，程序中需要即调用。比如我们程序中的装饰器auth，有些函数是需要这个装饰器认证的，但是有一些是不需要这个装饰器认证的，它既是何处需要何处调用即可。比如还有密码加密功能，序列化功能，日志功能等这些功能都可以放在这里。

src.py:这个文件主要存放的就是核心逻辑功能，你看你需要进行选择的这些核心功能函数，都应该放在这个文件中。

start.py:项目启动文件。你的项目需要有专门的文件启动，而不是在你的核心逻辑部分进行启动的，有人对这个可能不太理解，我为什么还要设置一个单独的启动文件呢？你看你生活中使用的所有电器基本都一个单独的启动按钮，汽车，热水器，电视，等等等等，那么为什么他们会单独设置一个启动按钮，而不是在一堆线路板或者内部随便找一个地方开启呢？目的就是放在显眼的位置，方便开启。你想想你的项目这么多py文件，如果src文件也有很多，那么到底哪个文件启动整个项目，你还得一个一个去寻找，太麻烦了，这样我把它单独拿出来，就是方便开启整个项目。

那么我们写的项目开启整个项目的代码就是下面这段：

你把这些放置到一个文件中也可以，但是没有必要，我们只需要一个命令或者一个开启指令就行，就好比我们开启电视只需要让人很快的找到那个按钮即可，对于按钮后面的一些复杂的线路板，我们并不关心，所以我们要将上面这个段代码整合成一个函数，开启项目的''按钮''就是此函数的执行即可。

这个按钮要放到启动文件start.py里面。

除了以上这几个py文件之外还有几个文件，也是非常重要的：

类似于register文件：这个文件文件名不固定，register只是我们项目中用到的注册表，但是这种文件就是存储数据的文件，类似于文本数据库，那么我们一些项目中的数据有的是从数据库中获取的，有些数据就是这种文本数据库中获取的，总之，你的项目中有时会遇到将一些数据存储在文件中，与程序交互的情况，所以我们要单独设置这样的文件。

log文件：log文件顾名思义就是存储log日志的文件。日志我们一会就会讲到，日志主要是供开发人员使用。比如你项目中出现一些bug问题，比如开发人员对服务器做的一些操作都会记录到日志中，以便开发者浏览，查询。

至此，我们将这个作业原来的两个文件，合理的划分成了6个文件，但是还是有问题的，如果我们的项目很大，你的每一个部分相应的你一个文件存不下的，比如你的src主逻辑文件，函数很多，你是不是得分成：src1.py src2.py？

你的文本数据库register这个只是一个注册表，如果你还有个人信息表，记录表呢？如果是这样，你的整个项目也是非常凌乱的：

3. 划分具体目录

上面看着就非常乱了，那么如何整改呢？其实非常简单，原来你就是30件衣服放在一个衣柜里，那么你就得分类装，放外套的地方，放内衣的地方，放佩饰的地方等等，但是突然你的衣服编程300件了，那一个衣柜放不下，我就整多个柜子，分别放置不同的衣物。所以我们这可以整多个文件夹，分别管理不同的物品，那么标准版本的目录结构就来了：

为什么要设计项目目录结构？

"设计项目目录结构"，就和"代码编码风格"一样，属于个人风格问题。对于这种风格上的规范，一直都存在两种态度:

一类同学认为，这种个人风格问题"无关紧要"。理由是能让程序work就好，风格问题根本不是问题。
另一类同学认为，规范化能更好的控制程序结构，让程序具有更高的可读性。

我是比较偏向于后者的，因为我是前一类同学思想行为下的直接受害者。我曾经维护过一个非常不好读的项目，其实现的逻辑并不复杂，但是却耗费了我非常长的时间去理解它想表达的意思。从此我个人对于提高项目可读性、可维护性的要求就很高了。"项目目录结构"其实也是属于"可读性和可维护性"的范畴，我们设计一个层次清晰的目录结构，就是为了达到以下两点:

可读性高: 不熟悉这个项目的代码的人，一眼就能看懂目录结构，知道程序启动脚本是哪个，测试目录在哪儿，配置文件在哪儿等等。从而非常快速的了解这个项目。
可维护性高: 定义好组织规则后，维护者就能很明确地知道，新增的哪个文件和代码应该放在什么目录之下。这个好处是，随着时间的推移，代码/配置的规模增加，项目结构不会混乱，仍然能够组织良好。

所以，我认为，保持一个层次清晰的目录结构是有必要的。更何况组织一个良好的工程目录，其实是一件很简单的事儿。

上面那个图片就是较好的目录结构。

二. 按照项目目录结构,规范博客园系统

接下来，我就带领大家把具体的代码写入对应的文件中，并且将此项目启动起来，一定要跟着我的步骤一步一步去执行：

配置start.py文件

我们首先要配置启动文件，启动文件很简答就是将项目的启动执行放置start.py文件中，运行start.py文件可以成功启动项目即可。那么项目的启动就是这个指令run() 我们把这个run()放置此文件中不就行了？

这样你能执行这个项目么？肯定是不可以呀，你的starts.py根本就找不到run这个变量，肯定是会报错的。

NameError: name 'run' is not defined 本文件肯定是找不到run这个变量也就是函数名的，不过这个难不倒我们，我们刚学了模块，另个一文件的内容我们可以引用过来。但是你发现import run 或者 from src import run 都是报错的。为什么呢？骚年，遇到报错不要慌！我们说过你的模块之所以可以引用，那是因为你的模块肯定在这个三个地方：内存，内置，sys.path里面，那么core在内存中肯定是没有的，也不是内置，而且sys.path也不可能有，因为sys.path只会将你当前的目录（bin）加载到内存，所以你刚才那么引用肯定是有问题的，那么如何解决？内存，内置你是左右不了的，你只能将core的路径添加到sys.path中，这样就可以了。

import sys
sys.path.append(r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog\core')
from src import run
run()

这样虽然解决了，但是你不觉得有问题么？你现在从这个start文件需要引用src文件，那么你需要手动的将src的工作目录添加到sys.path中，那么有没有可能你会引用到其他的文件？比如你的项目中可能需要引用conf，lib等其他py文件，那么在每次引用之前，或者是开启项目时，全部把他们添加到sys.path中么？

sys.path.append(r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog\core')
sys.path.append(r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog\conf')
sys.path.append(r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog\db')
sys.path.append(r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog\lib')

这样是不是太麻烦了？我们应该怎么做？我们应该把项目的工作路径添加到sys.path中，用一个例子说明：你想找张三，李四，王五，赵六等人，这些人全部都在一栋楼比如在汇德商厦，那么我就告诉你汇德商厦的位置：北京昌平区沙河镇汇德商厦。你到了汇德商厦你在找具体这些人就可以了。所以我们只要将这个blog项目的工作目录添加到sys.path中，这样无论这个项目中的任意一个文件引用项目中哪个文件，就都可以找到了。所以：

import sys
sys.path.append(r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog')
from core.src import run
run()

上面还是差一点点，你这样写你的blog的路径就写死了，你的项目不可能只在你的电脑上，项目是共同开发的，你的项目肯定会出现在别人电脑上，那么你的路径就是问题了，在你的电脑上你的blog项目的路径是上面所写的，如果移植到别人电脑上，他的路径不可能与你的路径相同，这样就会报错了，所以我们这个路径要动态获取，不能写死，所以这样就解决了：

import sys
import os
# sys.path.append(r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog')
print(os.path.dirname(__file__))
# 获取本文件的绝对路径  # D:/lnh.python/py project/teaching_show/blog/bin
print(os.path.dirname(os.path.dirname(__file__)))
# 获取父级目录也就是blog的绝对路径  # D:/lnh.python/py project/teaching_show/blog
BATH_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(__file__))
sys.path.append(BATH_DIR)
from core.src import run
run()

那么还差一个小问题，这个starts文件可以当做脚本文件进行直接启动，如果是作为模块，被别人引用的话，按照这么写，也是可以启动整个程序的，这样合理么？这样是不合理的，作为启动文件，是不可以被别人引用启动的，所以我们此时要想到 __name__了：

import sys
import os
# sys.path.append(r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog')
# print(os.path.dirname(__file__))
# 获取本文件的绝对路径  # D:/lnh.python/py project/teaching_show/blog/bin
# print(os.path.dirname(os.path.dirname(__file__)))
# 获取父级目录也就是blog的绝对路径  # D:/lnh.python/py project/teaching_show/blog
BATH_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(__file__))
sys.path.append(BATH_DIR)
from core.src import run

if __name__ == '__main__':
    run()

这样，我们的starts启动文件就已经配置成功了。以后只要我们通过starts文件启动整个程序，它会先将整个项目的工作目录添加到sys.path中，然后在启动程序，这样我整个项目里面的任何的py文件想引用项目中的其他py文件，都是你可以的了。

配置settings.py文件。

接下来，我们就会将我们项目中的静态路径，数据库的连接设置等等文件放置在settings文件中。

我们看一下，你的主逻辑src中有这样几个变量：

status_dic = {
    'username': None,
    'status': False,
}
flag = True
register_path = r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog\register'

我们是不是应该把这几个变量都放置在settings文件中呢？不是！setttings文件叫做配置文件，其实也叫做配置静态文件，什么叫静态？静态就是一般不会轻易改变的，但是对于上面的代码status_dic ，flag这两个变量，由于在使用这个系统时会时长变化，所以不建议将这个两个变量放置在settings配置文件中，只需要将register_path放置进去就可以。

register_path = r'D:\lnh.python\py project\teaching_show\blog\register'

但是你将这个变量放置在settings.py之后，你的程序启动起来是有问题，为什么？

with open(register_path, encoding='utf-8') as f1:
NameError: name 'register_path' is not defined

因为主逻辑src中找不到register_path这个路径了，所以会报错，那么我们解决方式就是在src主逻辑中引用settings.py文件中的register_path就可以了。

这里引发一个问题：为什么你这样写就可以直接引用settings文件呢？我们在starts文件中已经说了，刚已启动blog文件时，我们手动将blog的路径添加到sys.path中了，这就意味着，我在整个项目中的任何py文件，都可以引用到blog项目目录下面的任何目录：bin,conf,core,db,lib,log这几个，所以，刚才我们引用settings文件才是可以的。