软件耦合的分类及解决方法

文章目录

  • 什么是耦合、解耦
    • 高内聚与低耦合
    • 耦合
      • 内容耦合
      • 公共耦合
      • 外部耦合
      • 控制耦合
      • 标(印)记耦合
      • 数据耦合
      • 非直接耦合
    • 内聚
  • 什么是解耦
  • 公共耦合 c语言例子,小小的公共库,大大的耦合,你痛过吗/li>
  • 用C语言实例描述程序中的内聚和耦合
    • **一、原理篇**
    • **二、示例篇**
  • 用C语言编写低耦合程序
    • 耦合的定义
    • 低耦合的优点
    • 实现例子
    • 普通的实现方式
    • 低耦合的实现方式
  • C语言使用注册回调方式实现模块间交互(解耦合)
  • 一、实现说明
  • 二、代码
    • 1、模块A代码
      • 1)A.h
      • 2)A.C
    • 2、模块B代码
      • 1)B.h
      • 2)B.C
    • 3、模块C代码
      • 1)C.h
      • 2)C.C
    • 4、模块D代码
      • 1)D.h
      • 2)D.C
    • 5、main函数代码
  • 三、输出

什么是耦合、解耦

已剪辑自: https://www.cnblogs.com/zhjblogs/p/14221560.html

一、耦合(可以称为关联性

1、耦合是指两个或两个以上的体系或两种运动形式间通过相互作用而彼此影响以至联合起来的现象。

3、分类:有软硬件之间的耦合,还有软件各模块之间的耦合。耦合性是程序结构中各个模块之间相互关联的度量。它取决于各个模块之间的接口的复杂程度、调用模块的方式以及哪些信息通过接口。

二、解耦

1、解耦,字面意思就是解除耦合关系。

之前组内同学问我耦合的关系,我没给对方讲清楚,今天借这个机会来深入讲讲模块之间的耦合关系这个事情。

本文将用图文详细讲解七种耦合的不同之处。

高内聚与低耦合

高内聚与低耦合是每个软件开发者追求的目标,那么内聚和耦合分别是什么意思呢/p>

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很显然,m1和m2两个模块之间会有一些联系(耦合),你也可以想想如何实现这个功能,下面用7种不同的方式来实现这个功能。

注:项目的代码我放到了github,项目的demo,可以在这里查看。

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。

在内容耦合的情形,所访问模块的任何变更,或者用不同的编译器对它再编译,

都会造成程序出错。好在大多数高级程序设计语言已经设计成不允许出现内容

耦合。它一般出现在汇编语言程序中。这种耦合是模块独立性最弱的耦合。

内容耦合是最紧的耦合程度,一个模块直接访问另一模块的内容,则称这两个模块为内容耦合。

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在这种case中,m1和m2将自己的输入放到全局的data上。

查看完整代码和demo。

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。例如C语言程序中各个模块都访问被说明为extern类型的外部变量。外部耦合引起的问题类似于公共耦合,区别在于在外部耦合中不存在依赖于一个数据结构内部各项的物理安排。

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。外部耦合和公共耦合很像,区别就是一个是简单变量,一个是复杂数据结构。

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在这个case中,得增加一个需求,就是当m1的输入为空时,隐藏m2的显示信息。

上面的代码中m1直接控制了m2的显示和隐藏。

查看完整代码和demo。

标(印)记耦合

如果一组模块通过参数表传递记录信息,就是标记耦合。事实上,这组模块共享了这个记录,它是某一数据结构的子结构,而不是简单变量。这要求这些模块都必须清楚该记录的结构,并按结构要求对此记录进行操作。在设计中应尽量避免这种耦合,它使在数据结构上的操作复杂化了。如果采取“信息隐蔽”的方法,把在数据结构上的操作全部集中。

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。

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在这个case中,m1传给m2的是一个简单数据结构。

查看完整代码和demo。

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。

子模块无需知道对方的存在,子模块之间的联系,全部变成子模块和主模块之间的联系。

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不知道大家工作中会不会遇到这样的场景,因为公共库的耦合,兄弟部门上线,影响的确是你,此时你心里可能就在骂娘了,这帮不靠谱的**队友。

特别的,如果公共库的使用方很广,这个耦合很严重,可能影响很大的范围。

如何解除公共库耦合/p>

方案一:代码拷贝一份

别嘲笑这个方案,谁敢说自己写代码的时候没这么干过/p>

我们都知道这不是一个好的方案,但不可否认,拷贝之后,代码各自演化,一个地方升级出错,只影响一方,拷贝方只要不动原有代码,至少是不会受影响的。

代码拷贝缺点很多,系统拆分时,万不得已不要使用这个方案。

方案二:垂直拆分,将公共库里业务个性化的代码拆到调用方去,不要放在公共库里

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完成了第一步,业务个性化的代码提取到业务侧上游。

接下来是第二步,业务通用的代码,下沉抽取一层服务,服务对上游提供RPC接口:

每次修改底层接口,需要测试接口的兼容性,保证不影响旧调用方

如果是新的业务,则建议新增接口

最终,达到通过服务RPC调用的方式来解除耦合。

有朋友会问:

底层服务接口的测试

上游业务层对公共库的测试

都是测试,为何前者能控制影响范围呢/p>

底层接口,所有人调用,接口没问题则调用方都没问题

上游业务层对公共库测试,只能保证自己的业务没有问题,并不能保证其他业务方没有问题

个性业务代码上浮,共性业务代码服务化下沉,只是一个很小的优化点,但对于公共库解耦却是非常的有效。


用C语言实例描述程序中的内聚和耦合

已剪辑自: https://cloud.tencent.com/developer/article/1866225

编程时,我们讲究的是高内聚低耦合,在协同开发、代码移植、维护等环节都起到很重要的作用。

一、原理篇

而低耦合,是指模块之间尽可能的使其独立存在,模块之间不产生联系不可能,但模块与模块之间的接口应该尽量少而简单。这样,高内聚从整个程序中每一个模块的内部特征角度,低耦合从程序中各个模块之间的关联关系角度,对我们的设计提出了要求。

程序设计和软件工程发展过程中产生的很多技术、设计原则,都可以从内聚和耦合的角度进行解读。作为C语言程序设计的初学者,结合当前对于函数的理解可达到的程度,我们探讨一下如何做到高内聚低耦合。

针对低耦合。耦合程度最低的是非直接耦合,指两个函数之间的联系完全是通过共同的调用函数的控制和调用来实现的,耦合度最弱,函数的独立性最强。但一组函数之间没有数据传递显然不现实,次之追求数据耦合,调用函数和被调用函数之间只传递简单的数据参数,例如采用值传递方式的函数。

有些函数数在调用时,利用形式参数传地址的方式,在函数体内通过指针可以修改其指向的作用域以外的存储单元,这构成了更强的耦合,称为特征耦合,在这里,使函数之间产生联系的是地址这样的特征标识。另外,有两个函数可能会打开同一个文件进行操作,这也构成了特征耦合的一种形式。

更强的耦合是外部耦合,这里,一组模块都访问同一全局变量,而且不通过参数表传递该全局变量的信息,当发现程序执行结果异常时,很难定位到是在哪个函数中出了差错。不少初学者觉得参数传递麻烦,将要处理的数据尽可能地定义为全局变量,这样,函数之间的接口简单了,但形成的是耦合性很强的结构。

在C语言中,还可以通过静态局部变量,在同一个程序的两次调用之间共享数据,这也可以视为是一种外部耦合,只不过静态局部变量的作用域限于函数内部,其影响也只在函数内部,耦合程度比使全局变量也还是弱很多。由此,我们可以理解前述在使用全局变量、静态局部变量时提出的“用在合适的时候,不滥用”的原则。

针对高内聚。内聚程度最高的是功能内聚,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而存在,共同完成一个单一的功能,模块已不可再分。这样的函数功能非常清晰、明确,一般出现在程序结构图的较低被调用的层次上。

次之的是顺序内聚,一个函数中各个处理元素和同一个功能密切相关,通常前一个处理元素的输出是后一个处理元素的输入。对于这样的函数,如果不致于产生高耦合的话,可以分开两个函数实现。

有的函数,其中的不同处理功能仅仅是由于都访问某一个公用数据而发生关联,这称为通信内聚和信息内聚,内聚程度进一步下降。内聚程度再低的情况就不再一一列举,最差的偶然内聚中,一个函数内的各处理元素之间没有任何联系,只是偶然地被凑到一起。

可以想像这样的模块东一榔头西一锤子,类似一个毫无凝聚力的团伙,对应的是低质量。总之,在解决问题划分函数时,要遵循“一个函数,一个功能”的原则,尽可能使模块达到功能内聚。

要做到高内聚低耦合,重点是要在写代码之前花些时间做好设计。在下面的例子中,将讨论结合具体的问题,如何将以上的因素考虑进去。

二、示例篇

本例受裘宗燕老师《从问题到程序——程序设计与C语言引论启发》。

任务 输出200以内的完全平方数(一个数如果是另一个整数的完全平方,那么我们就称这个数为完全平方数,也叫做平方数),要求每隔5个数据要输出一个换行。

解决方案及点评 对于这个简单任务,我们在一个main函数中完成了任务。程序如方案1:

由于任务本身简单,将之在一个main函数中实现后,这个函数的内聚程度接近功能内聚,已经相当高了,就任务本身,不需再进行分解。为使读者能深入理解模块质量方面的技术,我们将试图将内聚程序再提高一些,然后考察耦合程度不同的各种解决方案。

要提高上面解决方案中函数(仅main一个函数)的内聚程度,我们考察程度的功能“找出完全平方数并输出”——“找出完全平方数”和“输出”这本身就是两个功能,再细分输出时还有“要求5个数据在一行”的要求,这些功能的实现细节都在一个函数当中,可见是有余地再提高内聚程度的。

在实现的应用中,几乎所有的处理都可以分解为“输入-计算-输出”的模式,优秀的解决方案往往至少要将这三个模块都独立出来,对于“计算”模块而言,其内部不再包括输入输出,专门接受输入的数据,计算完成后返回结果即可。当然,对于复杂的问题,在各个环节上可能还需要再做分解。

下面,我们探讨将“找出完全平方数输出”和“每5个数据后换行”分开实现的方案。这样的分解有助于提高内聚性,与此同时,分解后的两个模块间的耦合程度,成为我们要关注的焦点。

现在将“找出完全平方数并输出”的功能仍放在main函数中(独立成为单独的函数也可以,但不必要了),而“每5个数据后换行”的功能,设计一个名称为format的函数,它每调用一次就输出一个空格作为两个完全平方数间的分隔,而每调用到第5次时,输出的是一个换行。

这两个模块之间,需要有一个“现在是第几次调用”的信息需要传递,不可能用耦合程度最松散的非直接耦合.我们考虑数据耦合,用简单形式参数传值,得到方案2。

在这个程序结构中,format与main函数的耦合程度为数据耦合。在main中定义了局部变量num,在一次都未输出时,置初值为0是合理的。在调用format时,将num传递来的表示第几次输出(第几个完全平方数)的形式参数n,n自增1,然后再控制输出空格或换行。

然而分析和运行程序发现,“每隔5个数据输出一个换行”的功能并未实现。因为形式参数n在函数format内的改变对应的实在参数num占不同的内存空间,n++修改的结果,对num无任何的影响,导致了在下一次调用时,丢失了“输出的是第几个”的重要信息。

一个补救的方法,是由format将变化后的n值作为返回值,再传回给main函数,得到如下方案3的程序:

来源:小熊coder

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