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Thursday, April 12, 2012

高内聚 低耦合


from: http://www.cnblogs.com/xiaopin/archive/2010/08/27/1809928.html

1. 概念
       内聚是从功能角度来度量模块内的联系,一个好的内聚模块应当恰好做一件事。它描述的是模块内的功能联系;
       耦合是软件结构中各模块之间相互连接的一种度量,耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、进入或访问一个模块的点以及通过接口的数据。

       耦合性也称块间联系。指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。模块之间联系越紧密,其耦合性就越强,模块的独立性则越差。模块间耦合高低取决于模块间接口的复杂性、调用的方式及传递的信息。

      “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.

      软件架构设计的目的简单说就是在保持软件内在联系的前提下,分解软件系统,降低软件系统开发的复杂性,而分解软件系统的基本方法无外乎 分层和分割。但是在保持软件内在联系的前提下,如何分层分割系统,分层分割到什么样的粒度,并不是一件容易的事,这方面有各种各样的分解方法,比如:关注 点分离,面向方面,面向对象,面向接口,面向服务,依赖注入,以及各种各样的设计原则等,而所有这些方法都基于高内聚,低耦合的原则。
      内聚关注的是一个软件模块内部的相关性,而耦合关注的是不同软件模块之间的相关性,或者说依赖性。所谓高内聚是指一个软件模块 是由相关性很强的代码组成,只负责一项任务,也就是常说的单一责任原则。所谓低耦合是指不同软件模块之间通过稳定的接口交互,而不需要关心模块内部的实 现。高内聚和低耦合是相互矛盾的,分解粒度越粗的系统耦合性越低,分解粒度越细的系统内聚性越高,过度低耦合的软件系统,软件模块内部不可能高内聚,而过 度高内聚的软件模块之间必然是高度依赖的,因此如何兼顾高内聚和低耦合是软件架构师功力的体现。
      高内聚,低耦合的系统有什么好处呢?事实上,短期来看,并没有很明显的好处,甚至短期内会影响系统的开发进度,因为高内聚,低耦合的系统对开发设计人员提 出了更高的要求。高内聚,低耦合的好处体现在系统持续发展的过程中,高内聚,低耦合的系统具有更好的重用性,维护性,扩展性,可以更高效的完成系统的维护 开发,持续的支持业务的发展,而不会成为业务发展的障碍。
     通俗的说:
     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。

     低偶合:类内部的方法而言。把程序的功能尽量分散,别在一个类里只写一个或很好的方法,因为那样会给你的调试等带来很多问题。出了错你都不知道在什么地方。

2. 内聚分为哪几类?耦合分为哪几类?

     内聚有如下的种类,它们之间的内聚度由弱到强排列如下:

  (1) 偶然内聚。模块中的代码无法定义其不同功能的调用。但它使该模块能执行不同的功能,这种模块称为巧合强度模块。

  (2) 逻辑内聚。这种模块把几种相关的功能组合在一起, 每次被调用时,由传送给模块参数来确定该模块应完成哪一种功能

  (3) 时间内聚:把需要同时执行的动作组合在一起形成的模块为时间内聚模块。

  (4) 过程内聚:构件或者操作的组合方式是,允许在调用前面的构件或操作之后,马上调用后面的构件或操作,即使两者之间没有数据进行传递。

  (5) 通信内聚:指模块内所有处理元素都在同一个数据结构上操作(有时称之为信息内聚),或者指各处理使用相同的输入数据或者产生相同的输出数据。

  (6) 顺序内聚:指一个模块中各个处理元素都密切相关于同一功能且必须顺序执行,前一功能元素输出就是下一功能元素的输入。

  (7) 功能内聚:这是最强的内聚,指模块内所有元素共同完成一个功能,缺一不可。

耦合可以分为以下几种,它们之间的耦合度由高到低排列如下:
  (1) 内容耦合:如果发生下列情形,两个模块之间就发生了内容耦合

       一个模块直接访问另一个模块的内部数据
       一个模块不通过正常入口转到另一模块内部;
       两个模块有一部分程序代码重叠(只可能出现在汇编语言中);
       一个模块有多个入口。
     
  (2) 公共耦合:若一组模块都访问同一个公共数据环境,则它们之间的耦合就称为公共耦合。公共的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。

  (3) 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,而且不是通过参数表传递该全局变量的信息,则称之为外部耦合。

  (4) 控制耦合:如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息,明显地控制选择另一模块的功能,就是控制耦合

  (5) 标记耦合: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,而不是简单变量。其实传递的是这个数据结构的地址;也就是地址传递。

  (6) 数据耦合:指两个模块之间有调用关系,传递的是简单的数据值,一个模块访问另一个模块时,彼此之间是通过简单数据参数 (不是控制参数、公共数据结构或外部变量) 来交换输入、输出信息的,相当于高级语言的值传递。

  (7) 非直接耦合:两个模块之间没有直接关系,它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。

耦合强度,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。

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