耦合
内聚性是一个和耦合性相对的概念,一般而言低耦合性代表高内聚性,反之亦然。耦合性和内聚性都是由提出结构化设计概念的赖瑞·康斯坦丁(英语:Larry Constantine)所提出[1]。低耦合性是结构良好程序的特性,低耦合性程序的可读性及可维护性会比较好。
耦合性可以是低耦合性(或称为松散耦合),也可以是高耦合性(或称为紧密耦合)。以下列出一些耦合性的分类,从高到低依序排列:
内容耦合(content coupling,耦合度最高)
也称为病态耦合(pathological coupling)是指一个模块依赖另一个模块的内部作业(例如,访问另一个模块的局域变量),因此修改第二个模块处理的数据(位置、形态、时序)也就影响了第一个模块。
共用耦合(common coupling)
也称为全局耦合(global coupling.)是指二个模块分享同一个全局变量,因此修改这个共享的资源也就要更动所有用到此资源的模块。
外部耦合(external coupling)
发生在二个模块共用一个外加的数据格式、通信协议或是设备界面,基本上和模块和外部工具及设备的沟通有关。
控制耦合(control coupling)
是指一个模块借由传递“要做什么”的信息,控制另一个模块的流程(例如传递相关的旗标)。
特征耦合(stamp coupling)
也称为数据结构耦合,是指几个模块共享一个复杂的数据结构,而每个模块只用其中的一部分,甚至各模块用到的部分不同(例如传递一笔记录给一个函数,而函数只需要其中的一个字段。
数据耦合(data coupling)
是指模块借由传入值共享数据,每一个数据都是最基本的数据,而且只分享这些数据(例如传递一个整数给计算平方根的函数)。
消息耦合(message coupling,是无耦合之外,耦合度最低的耦合)
可以借由以下二个方式达成:状态的去中心化(例如在对象中),组件间利用传入值或消息传递 (计算机科学)来通信。
无耦合:模块完全不和其他模块交换信息。
面向对象程序设计
子类耦合(subclass coupling)
描述子类和父类别之间的关系,子类链接到父类别,但父类别没有链接到子类。
时空耦合(temporal coupling)
二个动作只因为同时间发生,就被包装在一个模块中。
后来的研究提出了许多不同层面的耦合性,并且用来评估实务上各种的模块化法则的实施程度[2]。
紧密耦合的系统在开发阶段有以下的缺点:
- 一个模块的修改会产生涟漪效应,其他模块也需随之修改。
- 由于模块之间的相依性,模块的组合会需要更多的精力及时间。
- 由于一个模块有许多的相依模块,模块的可复用性(英语:reusability)低。
机能设计(英语:Functional_design)是一种可以降低耦合性的方法,此方法以机能性的角度设法限制各模块需负责的事务。在类别A及B之间,若有以下任何一种情形,会提高二者的耦合性:
- A有一个属性是参考类别B(此属性的形态为类别B)
- A调用对象B提供的服务
- A有一个方法会参考类别B(此方式会传回一形态为类别B的物性)
- A是类别B的子类。
松散耦合是指二个彼此相关的模块,其中的接口是一个简单而稳定的接口,且其接口和任一模块内部的实现方式无关(参考信息隐藏)。
耦合性和内聚性二个名词常一起出现,用来表示一个理想模块需要有的特点,也就是低耦合性及高内聚性。耦合性着重于不同模块之间的相依性,而内聚性着重于一模块中不同功能之间的关系性。低内聚性表示一个模块中的各机能之间没什么关系,当模块扩充时常常会出现问题。