第1章什么是高内聚低耦合

1.1 概念

高内聚低耦合，是软件工程中的概念，是判断软件设计好坏的标准，主要用于程序的面向对象的设计，主要看类的内聚性是否高，耦合度是否低。

内聚是从功能角度来度量模块内部的各子模块之间的相似性的程度，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；

耦合是从接口角度来度量模块与外界之间的相互连接、相互依赖、相互影响的一种度量，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。

1.2 目的

目的是增加程序模块的可重用性、增强程序的移植性，同时也有助于系统的有序性、

通常程序结构中各模块的内聚程度越高，模块间的耦合程度就越低。

高内聚具备可靠性，可重用性，可读性等优点，模块设计推荐采用高内聚。

1.3 什么时候需要进行高内聚低耦合

在系统设计的概要设计阶段，对软件进行模块切分时，会使用到该概念。

需要注意的是，当你在做「分解」这个操作的时候，务必要关注每一次的「分解」是否满足一个最重要的条件：不同分支上的子问题，不能相互依赖，需要各自独立。

因为一旦包含了依赖关系，子问题和父问题之间就失去了可以被「归并」的意义。

比如，一个「问题Z」被分解成了两个子问题，「子问题A」和「子问题B」。但是，解问题A依赖于问题B的答案，解问题B又依赖于问题A的答案。这不就等于没有分解吗？

架构是指可以预制和重构的软件框架结构。普遍指通过某种特定平台，而达到完成整体软件的功能。架构设计是指对软件、硬件、网络、运营、政策等软件设计中的需求和要素进行决策，主要包括体系结构设计和各个层的模块设计。

架构设计目标有个能够最大化的重用。

首先，要在架构的设计中灵活地使用各种共享的，特别是开源的框架技术因为共享的架构可以方便开发组分解问题，从而对项目中的功能模块分为需要内部解决和使用已有外部服务两类，避免了重复开发实现。

其次，尽量使用成熟的框架。由于服务器端软件系统的开发，涉及的知识、内容、要解决的技术问题很多，在某些方面使用第三方成熟的框架，相当于让别人帮助开发者完成了一些基础性的工作，此时开发者只需要集中精力完成系统业务逻辑的设计和实现。使软件系统实现可扩展性在技术上灵活地使用各种架构模式和代码设计模式，并且在使用代码设计模式的同时，使用其所提倡的面向接口编程，会对软件系统的可扩展性和可移植性的提高有所帮助。

希望能够设计出“高内聚、低耦合”的应用系统。这是架构设计最主要的目标，实现系统的高内聚、低耦合遵从以下原则：

利用分层架构实现系统在纵向上的低藕合；利用开源框架进一步确保纵向分层的具体实现；
按照功能划分子系统来实现横向上的低偶合；利用包结构确保横向上低耦合的具体实现。

1.4 什么系统需要关注高内聚、低耦合

只有一个大型的软件系统，需要对软件系统进行大量的模块切分时，才会需要到高内聚、低耦合设计思想。

一个小型的软件系统，是不需要考虑高内聚、低耦合。

第2章分类

2.1 内聚的分类

内聚：故名思议，表示内部间聚集、关联的程度，那么高内聚就是指要高度的聚集和关联。

内聚标志一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度，它是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。

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。

偶然内聚：一个模块内的各处理元素之间没有任何逻辑上的联系，只是偶然地被凑到一起。这种模块也称为巧合内聚，内聚程度最低。
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。
时间内聚：把需要同时执行的动作组合在一起形成的模块称为时间内聚模块。纯粹是因为执行时间相同，并没有功能/目标一致上的关系。
先后过程内聚：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。简单的说就是如果一个模块内的处理元素是相关的，而且必须以特定次序执行则称为过程内聚。例如某要完成登录的功能，前一个功能判断网络状态，后一个执行登录操作，显然是按照特定次序执行的。
信息通信内聚：指模块内所有处理元素都在同一个数据结构上操作或所有处理功能都通过公用数据而发生关联（有时称之为信息内聚）。即指模块内各个组成部分都使用相同的数据结构或产生相同的数据结构。
逻辑顺序内聚：一个模块中各个处理元素和同一个功能密切相关，而且这些处理必须顺序执行，通常前一个处理元素的输出时后一个处理元素的输入。例如某要完成获取订单信息的功能，前一个功能获取用户信息，后一个执行计算均价操作，显然该模块内两部分紧密关联。顺序内聚的内聚度比较高，但缺点是不如功能内聚易于维护。
功能内聚：模块内所有元素的各个组成部分全部都为完成同一个功能或目标而存在，共同完成一个单一的功能，模块已不可再分。即模块仅包括为完成某个功能所必须的所有成分，这些成分紧密联系、缺一不可，不多不少，凝聚力强！

2.2 耦合的分类

耦合：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。

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。

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。耦合度最弱，模块独立性最强。
函数调用/发送消息：值数据耦合：调用模块和被调用模块之间只传递简单的数据项参数。相当于高级语言中的值传递。
函数调用/发送消息：标记/地址耦合：调用模块和被调用模块之间传递数据结构而不是简单数据，同时也称作特征耦合。模块间传递的不是简单变量值，而是像高级语言中的数据名、记录名和文件名等数据的标记，这些名字即为标记，其实传递的是地址。
备注：数据耦合相对于控制耦合，是松耦合，因为万事万物，总会有些信息联系的。
函数调用/发送消息：控制耦合：模块之间传递的不是数据信息，而是控制信息，例如标志、开关量等，一个模块控制了另一个模块的功能。
共享资源：外部变量耦合、外部耦合：一组模块都访问同一全局简单变量，而且不通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。
共享资源：公共数据耦合：一组模块都访问同一个全局数据结构，则称之为公共耦合。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。如果模块只是向公共数据环境输入数据，或是只从公共数据环境取出数据，这属于比较松散的公共耦合；如果模块既向公共数据环境输入数据又从公共数据环境取出数据，这属于较紧密的公共耦合。
内容耦合：是指如果一个模块与另一个模块的内部属性有关，不经调用直接使用另一个模块的程序代码或内部数据，那么这两个模块之间就存在内容耦合。这种耦合表明一个模块与另一个模块的内部数据或程序代码有关，当一个模块的程序代码被修改或内部数据出错,必然引起另一个模块出错。而对后一模块的出错是很难查出原因的，这样给模块的修改、维护带来极大困难。内容耦合的耦合度最大，为“病态耦合”,在设计时,应避免这种耦合。在高级语言中，实际上已经规避了该类型的耦合，只有在汇编语言中，一个模块、函数才能直接访问另一个函数内部的变量和内存空间！！！