Python 面向对象原则:高内聚,低耦合

发布时间:2022-04-27 09:57:29 人气:53 作者:多测师

  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,划分模块的一个准则就是高内聚低耦合。

  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,耦合度是否低。

  每一个类完成特定的独立的功能,这就是高内聚,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,但是每个类要高内聚,耦合就是类之间相互依赖的尺度,如果每个对象都有引用其他所有的对象,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的信息,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他类的“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.

  什么是耦合

  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。

  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。

  耦合分类

  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:指两个模块之间有调用关系,传递的是简单的数据值,相当于高级语言的值传递;

  c)标记耦合:指两个模块之间传递的是数据结构,如高级语言中的数组名、记录名、文件名等这些名字即标记,其实传递的是这个数据结构的地址;

  d)控制耦合:一指一个模块调用另一个模块时,传递的是控制变量(如开关、标志等),被调模块通过该控制变量的值有选择地执行块内某一功能;

  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:这是最高程度的耦合,也是最差的耦合。当一个模块直接使用另一个模块的内部数据,或通过非正常入口而转入另一个模块内部。

Python 面向对象原则:高内聚,低耦合

  为什么要低耦合(解耦合)

    在面向对象编程中,对象自身是内聚的,是保管好自己的数据,完成好自己的操作的,而对外界呈现出自己的状态和行为。但是,没有绝对的自力更生,对外开放也是必要的!一个对象,往往需要跟其他对象打交道,既包括获知其他对象的状态,也包括仰赖其他对象的行为,而一旦这样的事情发生时,我们便称该对象依赖于另一对象。只要两个对象之间存在一方依赖一方的关系,那么我们就称这两个对象之间存在耦合。 比如妈妈和baby,妈妈要随时关注baby的睡、醒、困、哭、尿等等状态,baby则要仰赖妈妈的喂奶、哄睡、换纸尿裤等行为,从程序的意义上说,二者互相依赖,因此也存在耦合。首先要说,耦合是必要的。

    耦合的程度就是耦合度,也就是双方依赖的程度。上文所说的妈妈和baby就是强耦合。而你跟快递小哥之间则是弱耦合。一般来说耦合度过高并不是一件好事。就拿作为IT精英的你来说吧,上级随时敦促你的工作进度,新手频繁地需要你指导问题,隔三差五还需要参加酒局饭局,然后还要天天看领导的脸色、关注老婆的心情,然后你还要关注代码中的bug 、bug、bug,和需求的变化、变化、变化,都够焦头烂额了,还猝不及防的要关注眼睛、颈椎、前列腺和头发的状态,然后你再炒个股,这些加起来大概就是个强耦合了。从某种意义上来说,耦合天生就与自由为敌,无论是其他对象依赖于你,还是你依赖其他对象。比如有人嗜烟、酗酒,你有多依赖它们就有多不自由;比如有人家里生了七八个娃,还有年迈的父母、岳父母,他们有多依赖你,你就有多不自由。所以老子这样讲:“五音令人耳聋,五色令人目盲,驰骋狩猎令人心发狂,难得之货令人行妨。”卢梭也是不无悲凉的说“人生而自由,却又无往而不在枷锁中”。因此,要想自由,就必须要降低耦合,而这个过程就叫做解耦和。

    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。

  如何降低耦合(解耦合)

  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。

  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)。

  遵循一个定义只在一个地方出现。

  少使用全局变量。

  类属性和方法的声明少用public,多用private关键字,

  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。

  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。

  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。

  什么是内聚

    内聚,通俗的来讲,就是自己的东西自己保管,自己的事情自己做。每个模块尽可能独立完成自己的功能,不依赖于模块外部的代码。

    对象是什么?对象就是保管好自己的东西,做好自己的事情的程序模块——这就是内聚!当然,对象的内聚只是内聚的一个层次,在不同的尺度下其实都有内聚的要求,比如方法也要讲内聚,架构也要讲内聚。

  内聚: 内聚性又称块内联系。指模块的功能强度的度量,即一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。若一个模块内各元素(语名之间、程序段之间)联系的越紧密,则它的内聚性就越高。

  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。

  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。

  1 偶然内聚: 指一个模块内的各处理元素之间没有任何联系。

  2 逻辑内聚: 指模块内执行几个逻辑上相似的功能,通过参数确定该模块完成哪一个功能。

  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 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。

  5 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。

  6 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。与其他模块的耦合是最弱的。

  以上内容为大家介绍了Python 面向对象原则:高内聚,低耦合,希望对大家有所帮助,如果想要了解更多Python相关知识,请关注多测师。https://www.e70w.com/xwzx/


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