EiffelStudio 初體驗

August 18 11:49~13:09

▲執行在macOS上的EiffelStudio

依合約設計

前幾天為了準備「敏捷開發懶人包：物件導向技能」課程範例，安裝了EiffelStudio。這是一個支援Eiffel語言的開發環境，有商業版和免費的社群版，Teddy安裝的是社群版。

Eiffel是一個支援Design By Contract（DBC；依合約設計）的語言，DBC的概念非常棒，可以協助開發人員思考與設計元件介面，透過合約（pre-condition、post-condition、class invariant）規範元件的行為。可惜的是主流語言並沒有支援DBC，原本Teddy想找Java和C#語言支援DBC的第三方元件，但後來發現幾乎都已經停止開發而且對於DBC的支援也不夠直接，所以幹脆不求人，回到Eiffel語言身上。

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安裝EiffelStudio

EiffelStudio是一個跨平台的開發工具，支援Windows、macOS、Linux，但需要事先安裝C compiler。在Windows上可以使用Visual C++，在macOS使用Xcode，在Linux上用gcc。在Software Installation for EiffelStudio網頁有不同平台的安裝方式，Teddy在Windows 7 + Visual Studio 2015/2017以及macOS 10.12都安裝過。但是在Parallels中的Windows 10 + Visual Studio 2017安裝好之後出現找不到compiler的錯誤訊息，一時也不知道為什麼，後來就放棄Windows 10…Orz。

EiffelStudio開發環境和Eclipse、IntelliJ、Visual Studio 比起來相對「原始」很多，用起來有種時間回到10幾年前寫程式的感覺。不過當作練習DBC已經綽綽有餘，免費的就不要太挑剔。

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合約

▼下圖中的MYSTACK類別是Teddy寫的用來展示最簡單DBC的例子，程式中的require、ensure、invariant是Eiffel語言的keyword，分別用來指定pre-condition、post-condition、class invariant。

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里氏替代原則

合約除了在定義單一類別有用以外，在繼承的時候還可以用來確保是否違反Liskov substitution principle（LSP；里氏替代原則），又稱為subcontracting（子合約）。

▼看一個例子，PERSON類別的set_age函數有一個pre-condition，要求年紀必須大於或等於0。

▼CUSTOMER類別繼承自PERSON，它重新定義set_age函數，增加了一個pre-condition: 年齡大於等於18。

▼實際測試CUSTOMER的set_age函數，故意傳5進去，請問這個例子是否違反了LSP？答案是沒有違反，因為在既成的關係中，子類別的和父類別的pre-condition兩者是or關係。也就是說子類別只要符合父類別或自類別所定義的pre-condition其中之一即可，翻成白話文就是：子類別要求的不能比父類別要求的還要多。

再看一個《Agile Software Development》書上的例子，　　SQUARE繼承自RECTANGLE。

▼寫一個測試案例。

▼程式執行之後Eiffel告訴我們SQUARE的set_height函數的post-condition: width = old width 這一條被違反了。如果鄉民們有仔細看SQUARE的程式碼，可能會覺得很奇怪，SQUARE又沒有定義這一條post-condition？沒錯，這一條post-condition定義在RECTANGLE身上。合約應用在繼承的時候，pre-condition是or關係，post-condition是and關係。LSP用合約來解釋就可以看得很清楚。

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雖然支援依合約設計的程式語言很少，但這個觀念卻非常簡單且實用，除了可以幫助我們設計元件介面，也可以因此自動產生測試案例，或者至少可以幫助我們設計測試案例。有空的時候安裝起來玩一下也不錯。

▼正港的Eiffel在這裡

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友藏內心獨白：。合約不死。