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  • 软件设计之——“高内聚低耦合”

    耦合度
    一、什么是耦合度
    软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。划分摸块的一个准则就是高内聚低耦合。 耦合度(Coupling)是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决与模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。 模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系,包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多,其耦合性越强,同时表明其独立性越差。降低模块间的耦合度能减少模块间的影响,防止对某一模块修改所引起的“牵一发动全身”的水波效应,保证系统设计顺利进行。 内聚和耦合密切相关,同其它模块存在强耦合关系的模块常意味这弱内聚,强内聚常意味着弱耦合。
    耦合度就是某模块(类)与其它模块(类)之间的关联、感知和依赖的程度,是衡量代码独立性的一个指标,也是软件工程设计

    及编码质量评价的一个标准。耦合的强度依赖于以下几个因素:

    (1)一个模块对另一个模块的调用;

    (2)一个模块向另一个模块传递的数据量;

    (3)一个模块施加到另一个模块的控制的多少;

    (4)模块之间接口的复杂程度。
    耦合按从强到弱的顺序可分为以下几种类型:
    a)非直接耦合:两模块间没有直接关系,之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的   

    b)数据耦合:一个模块访问另一模块,彼此间通过简单数据参数来交换输入、输出信息。这里的简单数据参数不同于控制参数、公共数据结构或外部变量。   

    c)标记耦合:如一组模块通过参数表传递记录信息,就是标记耦合。这个记录是某一数据结构的子结构,不是简单变量。   

    d)控制耦合:一个模块通过传递开关、标志、名字等控制信息,明显的控制选择另一模块的功能   

    e)外部耦合:一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构,而且不是通过参数传递该全局变量的信息   

    f)公共耦合:一组模块都访问同一个公共数

    据环境。该公共数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。   

    g)内容耦合:一个模块直接修改另一个模块的数据,或直接转入另一个模块   

    内聚度是指内部各元素之间联系的紧密程度,模块的内聚种类通常可分为7种,按其内聚度从低

    到高的次序依此为:偶然内聚、逻辑内聚、瞬时内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚。

    二、为什么要低耦合

    了解什么是耦合及耦合的分类后,我想大家对为什么要降低耦合度已经有一定的认识,并且多数开发人员也大概尝尽了高耦合带来的苦

    头。道理很简单,耦合度很高的情况下,维护代码时修改一个地方会牵连到很多地方,如果修改时没有理清这些耦合关系,那么带来的后果

    可能会是灾难性的,特别是对于需求变化较多以及多人协作开发维护的项目,修改一个地方会引起本来已经运行稳定的模块错误,严重时会

    导致恶性循环,问题永远改不完,开发和测试都在各种问题之间奔波劳累,最后导致项目延期,用户满意度降低,成本也增加了,这对用户

    和开发商影响都是很恶劣的,各种风险也就不言而喻了。
    为了预防这些问题的发生,其中一个重要手段就是降低代码的耦合度。但也不可能有绝对的零耦合,比如基于J2EE编程那就必须和JDK

    耦合,而且高耦合也不是一无是处,如果在设计前期预料到某功能后期基本不用修改,那么即使高耦合了也关系不大。但是,在还没有能力

    设计出基本不用修改的代码前,还得要求以低耦合为标准。那么怎样才能最大限度地降低耦合度呢?下面介绍降低耦合度的几种方法。

    三、降低耦合度的方法
    1、少使用类的继承,多用接口隐藏实现的细节。 java面向对象编程引入接口除了支持多态外, 隐藏实现细节也是其中一个目的。
    2、模块的功能化分尽可能的单一,道理也很简单,功能单一的模块供其它模块调用的机会就少。(其实这是高内聚的一种说法,高内聚低

    耦合一般同时出现,为了限制篇幅,我们将在以后的版期中讨论)。
    3、遵循一个定义只在一个地方出现。
    4、少使用全局变量。
    5、类属性和方法的声明少用public,多用private关键字,
    6、多用设计模式,比如采用MVC的设计模式就可以降低界面与业务逻辑的耦合度。
    7、尽量不用“硬编码”的方式写程序,同时也尽量避免直接用SQL语句操作数据库。
    8、最后当然就是避免直接操作或调用其它模块或类(内容耦合);如果模块间必须存在耦合,原则上尽量使用数据耦合,少用控制耦合,

    限制公共耦合的范围,避免使用内容耦合。

    内聚: 故名思议,表示内部间聚集、关联的长度,那么高内聚就是指要高度的聚集和关联。
    高内聚:类与类之间的关系而定,高,意思是他们之间的关系要简单,明了,不要有很强的关系,不然,运行起来就会出问题。一个类的运行影响到其他的类。由于高内聚具备鲁棒性,可靠性,可重用性,可读性等优点,模块设计推荐采用高内聚。

    这是软件工程中的概念,是判断设计好坏的标准,主要是面向OO的设计,主要是看类的内聚性是否高,偶合度是否低

    “高内聚,低耦合”,首先要知道一个软件是由多个子程序组装而成,
    而一个程序由多个模块(方法)构成!
    “高内聚,低耦合”主要是阐述的面向对象系统中,各个类需要职责分离的思想。
    每一个类完成特定的独立的功能,这个就是高内聚。耦合就是类之间的互相调用关系,如果耦合很强,互相牵扯调用很多,那么会牵一发而动全身,不利于维护和扩展。
    类之间的设置应该要低耦合,但是每个类应该要高内聚.耦合是类之间相互依赖的尺度.如果每个对象都有引用其它所有的对象,那么就有高耦合,这是不合乎要求的,因为在两个对象之间,潜在性地流动了太多信息.低耦合是合乎要求的:它意味着对象彼此之间更独立的工作.低耦合最小化了修改一个类而导致也要修改其它类的"连锁反应". 内聚是一个类中变量与方法连接强度的尺度.高内聚是值得要的,因为它意味着类可以更好地执行一项工作.低内聚是不好的,因为它表明类中的元素之间很少相关.成分之间相互有关联的模块是合乎要求的.每个方法也应该高内聚.大多数的方法只执行一个功能.不要在方法中添加'额外'的指令,这样会导致方法执行更多的函数.

     
    推广开来说,这个思想并不限于类与类之间的关系。模块和模块,子系统之间也都要遵守这个原则,才可以设计出延展性比较强的系统。

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