“大家好，這是【產(chǎn)品線工程（PLE）專題】更新的第四篇，上一篇我們介紹了‘版本、變體和其他的基礎(chǔ)定義’，這一篇我們介紹特征模型和特征-這是什么”

非正式地談?wù)摽勺冃允呛苡腥さ囊患?，但最終還是需要以一種“標(biāo)準(zhǔn)”的方式來捕獲可變性的信息。在研究和工業(yè)界中有很多方法來捕獲可變性信息，其中較流行的方法被稱為特征建模。本文將對特征模型的基本概念進行解釋，并且對于回答“什么是特征？”這個有趣的問題給出一些提示。

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問題空間的特征

簡而言之，特征模型是簡單的、分層的模型，其可以捕獲到產(chǎn)品線的共性和特異性。問題空間（Problem Space）中的每個相關(guān)特性都會成為特征模型中的一個特征。這意味著，特征是系統(tǒng)中與利益攸關(guān)者（Stakeholder）相關(guān)特性。根據(jù)利益攸關(guān)者的利益不同，一個特征可以是一個需求、一個技術(shù)功能、一個功能組，或一個非功能（質(zhì)量）特征。壞消息是：特征模型是一個用于描述共性和特異性的抽象概念。需要為每條產(chǎn)品線單獨決定特征究竟是什么。不過，特征的定義一般是與它們的實現(xiàn)是解耦的，即與解空間（Solution Space）解耦。

例如，如果汽車顏色是一個特征，其有個不錯的名字“深海藍(lán)”。這個名字永遠(yuǎn)不會提到特定的油漆供應(yīng)商的訂單號。這是因為特定的供應(yīng)商與其訂單號是存在于解空間的。對軟件來說也是一樣的：特征是映射到單個功能還是分布在數(shù)十個組件中，是無關(guān)緊要的。如果利益攸關(guān)者認(rèn)為它是一個相干的屬性并且其代表了特異性，那么它就是一個特征。

特征樹和變形類型

特征模型有一個樹狀結(jié)構(gòu)：特征構(gòu)成樹的節(jié)點，可變性由節(jié)點之間的弧及其通過變形類型分到的組中表示（譯者注：特征是節(jié)點，特征之間的關(guān)系是邊。特征的父節(jié)點可以有多個子節(jié)點，每個特征都具有變形類型并且會按照變形特征分組）。目前在大多數(shù)特征建模方法中，有四種的變形類型可供選擇。“強制”（Mandatory）、“可行”（Optional）、“多選一”（Alternative）、“或”（Or）。每個特征可以有多個具有不同變形類型的特征組作為子組（假設(shè)某個變形類型子組中特征總數(shù)為n）。在進行某一個變體的特征選擇時，規(guī)則為：當(dāng)一個父特征在該變體中被選擇時，其子特征中：

???? 所有“強制”類的子特征必須被包含（n from n）

???? 選擇任何數(shù)量的“可選”類的子特征（m from n,0≤m≤n）

???? 必須從“多選一”類的子特征中準(zhǔn)確地選擇一個特征（1 from n）

???? 至少有1個類型為“或”類的子特征被選擇（m from n,m≥1）

顯然，所有這些術(shù)語（例如可選或多選一）都被映射到一個可以被有效選擇的特征組的上下限上（譯者注：可選，0≤m≤n，即上限n，下限0）。上述這四個特殊的例子是較常用的變形類型。一般來說，即使在沒有看到形式化的定義時，也可以通過這些詞的概念正確的理解（除了“或”，因為人們通常認(rèn)為它與“多選一”是同義的）。

當(dāng)層級結(jié)構(gòu)和變形類型還不夠的時候

???? 跨樹約束

大多數(shù)方法都允許您指定附加的約束，譬如特征之間的互斥關(guān)系（“正式襯衫”與“粉紅色”相沖突）以及需要關(guān)系（“正式襯衫”需要“白色”或“黑色”）。如果使用了多個特征模型，這些約束就會橫跨樹的不同層級，甚至跨樹。根據(jù)不同的方法和工具，表達(dá)這種約束的語言可以是簡單的專用語言或普遍可用的語言，如XPath或OCL。這些語言具有不同的表達(dá)能力和復(fù)雜性。但是，我們應(yīng)該少用這些約束語言，這是因為約束條件越多，用戶就越難可視化和理解模型中的關(guān)系。

???? 復(fù)用特征子樹

一些方法有特征基數(shù)的概念，其允許表達(dá)特征模型子樹的多重性規(guī)則。例如，如果您有一個系統(tǒng)，其連接多個可配置的傳感器，那么不需要為每個傳感器創(chuàng)建一個（結(jié)構(gòu)相同的）特征子樹，只需要創(chuàng)建一個特征子樹，并給它一個類似于（1-3）的基數(shù)聲明來表示需要傳感器子樹至少配置一個，最多配置三個。

特征模型的圖形化表達(dá)

對于特征模型的圖形符號，目前還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此有許多不同的符號，在文獻(xiàn)中，較常用的是原始FODA方法的圖形符號的擴展形式。但是在標(biāo)準(zhǔn)文本工具和圖形庫中使用這種符號時會導(dǎo)致困難，這就是為什么我們中的一些人更喜歡更簡單的符號 - 就像我們在pure::variants中使用方式的原因。

什么是好的特征模型？

通過上面給出的特征定義（比較抽象），幾乎所有的東西都可以作為一個特征。從某種意義上說，這確實是事實。接下來的問題是：什么是特征？如何才能知道哪些要被選入特征模型？

比較重要的行動是要明確特征模型是針對利益攸關(guān)者而制定的。如果特征被終端用戶用來定義他們所擁有的獨特的產(chǎn)品變體，顯然特征必須是容易理解的。一個很好的例子是在大多數(shù)汽車制造商在其網(wǎng)站上提供的汽車配置。除了特征名稱之外，特征模型的結(jié)構(gòu)也應(yīng)該遵循終端用戶的思路。雖然聽起來很簡單，但創(chuàng)建這樣一個結(jié)構(gòu)實際上是困難的?；蛘邍?yán)格的說，這是不可能的。

???? 特征模型結(jié)構(gòu)

創(chuàng)建一個結(jié)構(gòu)較完美的特征模型之所以如此困難，原因在于很多情況下，有不同的方法來對系統(tǒng)進行配置。根據(jù)您的用戶類型，您可能要尋找一些小的、專業(yè)的功能，或者您可能要做一些一般性的決定，例如發(fā)動機的類型和尺寸，汽車的顏色等等。雖然一個特征模型確實允許自由導(dǎo)航（它沒有規(guī)定選擇特征的具體順序），但更一般性的決定是傾向于更接近模型樹的根部的，這反過來又會引導(dǎo)用戶深入到樹的這個部分或那個部分。

???? 一個模型或幾個模型

如果有不同的利益攸關(guān)者有不同的“語言”怎么辦？我們是應(yīng)該建立多個特征模型（為每一組利益攸關(guān)者）還是只為重要的利益攸關(guān)者群體建立一個模型（誰是重要的呢）？同樣，針對這個問題給出一個明確的答案也是近乎不可能的。您使用的依賴關(guān)系越少，則模型越簡單越好。對于許多產(chǎn)品線的應(yīng)用，使用一個特征模型是一個很好的選擇。然而，如果產(chǎn)品線的一部分本身形成了另一個獨立的產(chǎn)品線，那么多個特征模型幾乎是不可避免的。我們可以想象一下，一個在可配置的中間件上運行的應(yīng)用。中間件的可變性必須使用應(yīng)用開發(fā)者的語言來捕捉，并且應(yīng)該對所有使用改中間件的應(yīng)用使用相同的特征模型。在這種情況下，應(yīng)用領(lǐng)域的變量與中間件領(lǐng)域的變量之間必須有一個映射關(guān)系。創(chuàng)建這種映射是應(yīng)用產(chǎn)品線工程師的責(zé)任。在某些情況下，譬如中間件只在一個特定的配置中使用，因此可能沒有映射；在其他情況下，映射可能是非常復(fù)雜的。例如，如果應(yīng)用層提供了安全應(yīng)用操作和非安全應(yīng)用操作的選擇，那么只要選擇了“安全應(yīng)用操作”特征，中間件中的某些功能（如加密支持、基于證書的認(rèn)證和SSL支持）就必須被啟用--除非該應(yīng)用是為移動電話設(shè)計的，因為它不支持基于證書的認(rèn)證。

???? 顆粒度

另一個需要考慮的方面是特征的顆粒度。如果特征的顆粒度太粗，有效配置的單個實例可能無法足夠詳細(xì)地描述系統(tǒng)，進而無法發(fā)揮預(yù)期作用；如果特征的粒度太細(xì)，那么特征的數(shù)量就會增加，管理和維護這些特征的復(fù)雜性和工作量也會增加。再一次地，我們考慮一下背景信息：自動產(chǎn)品配置比產(chǎn)品路線圖規(guī)劃和范圍需要更詳細(xì)的信息，同時也需要記得，后續(xù)增加細(xì)節(jié)比刪除細(xì)節(jié)更容易。

???? 迭代的方法

根據(jù)我的經(jīng)驗，如果要獲得一個好的特征模型，那么較簡單的方法就是創(chuàng)建一個，并嘗試用它來描述產(chǎn)品線中已知的/設(shè)想的產(chǎn)品變體。在大多數(shù)情況下，我們很快就會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的一些決定并不是很明智：有時所選擇的特征并不能很好地描述可變性（細(xì)節(jié)水平），或者樹狀結(jié)構(gòu)是錯誤的，例如，建模中特征B是特征A的子特征，但是事實上，您也希望能夠只選擇特征B而不是特征A。

不要怕，這些錯誤有助于我們在下一輪創(chuàng)建更好的特征模型。在大多數(shù)情況下，有問題的是結(jié)構(gòu)而不是特征本身。關(guān)于特征和特征模型，還可以寫很多，此時我們按下不表，在后續(xù)文章中將會介紹。

特征模型的局限性

還有一件事要提：雖然我確實認(rèn)為特征模型是描述產(chǎn)品線可變性的一種比較重要的技術(shù)，但在某些情況下，僅僅靠特征模型是不夠的。甚至在某些情況下，特征模型根本不是可行的方法！如果可變性是組合類型，即有許多基本元素（想想用于建造房屋的磚石）可以按照一些正式規(guī)則進行組合。這些規(guī)則允許使用潛在的無限數(shù)量的磚塊。那么在這種情況下，特征模型根本不允許您有效地描述這一點。然而，當(dāng)談到描述磚石的潛在屬性（顏色、磚材料等）時，特征模型就非常適合用于描述可變性。這些只是為了表明：在很多情況下，特征模型只是可行的方法。