圖解面向?qū)ο笾械木酆吓c耦合概念

簡單理解聚合與耦合

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在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)中，我們經(jīng)常會(huì)聽到或用到聚合、耦合的概念。面向?qū)ο蟮哪繕?biāo)就是設(shè)計(jì)出高聚合、低耦合的程序。然而，究竟什么是 聚合、什么是耦合，恐怕每個(gè)人都有自己的答案，換句話說，大多數(shù)人對聚合和耦合的概念是模糊的。小弟我今天就在此拋磚引玉，希望能給新入行的朋友和在校的 學(xué)生一點(diǎn)幫助。

因?yàn)榫酆吓c耦合這兩個(gè)概念一直都是以"高聚合、低耦合"的形式出現(xiàn)的，剛剛開始接觸面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)時(shí)，我一直認(rèn)為聚合和耦合是一對相反的概念，也就是說：只要做到了高聚合，那么自然而然就做到了低耦合。雖然這樣的理解并不是錯(cuò)誤的，但我并沒有思考過原因。

先來看看聚合的定義：聚合（Cohesion）是一個(gè)模塊內(nèi)部各成分之間相關(guān)聯(lián)程度的度量。

這里有多個(gè)含義值得考慮。首先，聚合是對一個(gè)模塊內(nèi)部的度量，這也是許多情況下我們把聚合稱之為內(nèi)聚的原因。第二，這里出現(xiàn)的模塊是廣義的模 塊，它可能是子系統(tǒng)，可能是功能模塊，也可能是功能模塊中的某一個(gè)類。從不同的層次看，聚合的程度也會(huì)有所不同。至于為什么不同，后面會(huì)有解釋。第三，模 塊的成分包括模塊的行為和狀態(tài)。要做到高聚合，那么模塊內(nèi)部的行為必須要與模塊的內(nèi)部狀態(tài)緊密關(guān)聯(lián)。通俗來講，一個(gè)模塊僅完成一個(gè)獨(dú)立的功能，模塊內(nèi)部不 存在與該功能無關(guān)的操作或狀態(tài)。

舉一個(gè)生活中的例子。

有兩座城市Sidtown和Fredborough，連接兩座城市的公路一天到晚總是擁堵不堪。經(jīng)過"有關(guān)部門"調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，這兩座城市 中有兩家公司Better Mousetrap和 Zokko Soda，Better Mousetrap的工廠建造在Sidtown,而該工廠的員工都居住在Fredborough,所以每天早上大批員工從Fredborough出發(fā)前往 Sidtown，并在傍晚返回；類似的，Zokko Soda公司的運(yùn)輸車在每天的工作時(shí)間都需要在制瓶工廠和灌裝工廠穿梭來往。

很明顯，如果Better Mousetrap的工廠和員工居住地都在同一城市，而Zokko Soda的兩座工廠都建造在另一座城市，那么城市之間的交通狀況將會(huì)明顯改善。

對比兩圖，上面兩座城市間之所以出現(xiàn)交通的問題，是因?yàn)槊孔鞘械?#34;聚合性"都比較低：不相關(guān)的兩個(gè)公司出現(xiàn)在了同一座城市，使得城市內(nèi)部交通的利用率比較低，而城市之間的交通出現(xiàn)了超負(fù)荷。

再來看看耦合的定義：耦合（Couping）是模塊之間相關(guān)聯(lián)程度的度量。相對于聚合的內(nèi)向性，耦合關(guān)注的是某一模塊和其他模塊之間的關(guān)聯(lián) 性。其實(shí)從前面的例子里，我們已經(jīng)不可避免的提到了耦合的問題：由于兩座城市之間的相互聯(lián)系過于緊密，導(dǎo)致了城市之間的交通擁堵。另外一個(gè)潛在的問題就 是，如果其中一座城市內(nèi)部的交通出現(xiàn)了問題，另一座城市也會(huì)受到影響。我們所追求的低耦合，就是將兩個(gè)模塊之間的關(guān)聯(lián)盡可能的降低，一個(gè)模塊發(fā)生變化對于 其他模塊的影響盡可能的小。

再講一個(gè)生活中的例子，相信大部分的80后小的時(shí)候都玩過一種掌上游戲機(jī)，這種游戲機(jī)內(nèi)含一個(gè)俄羅斯方塊的游戲。這種游戲機(jī)雖然風(fēng)靡一時(shí)，但是不多久就漸漸淡出了市場，因?yàn)檫@種游戲機(jī)只有俄羅斯方塊可以玩兒，當(dāng)我們玩兒膩了的時(shí)候，這個(gè)游戲機(jī)也就如同廢物一個(gè)了。

同期，任天堂推出一款后來風(fēng)靡了將近20年的紅白機(jī)，這種游戲機(jī)市場壽命如此之長并非游戲機(jī)本身質(zhì)量有多好，而是因?yàn)榛诩t白機(jī)開發(fā)的游戲 層出不窮，經(jīng)典無數(shù)。魂斗羅、超級瑪麗在當(dāng)時(shí)哪怕是現(xiàn)在也是無人不知。紅白機(jī)的游戲本身并不存儲在游戲機(jī)當(dāng)中，每當(dāng)有新游戲推出的時(shí)候，只需要購買新的卡 帶即可。正是這種游戲機(jī)和卡帶相對獨(dú)立的設(shè)計(jì)，使得游戲的設(shè)計(jì)廠商無需關(guān)心游戲機(jī)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只要遵循游戲機(jī)提供的接口（插槽）。很多游戲的設(shè)計(jì)廠商也從 紅白機(jī)龐大的市場中分得一杯羹。大多數(shù)的玩家可能不知道，魂斗羅并非任天堂推出的產(chǎn)品，而是目前以《實(shí)況足球》系列聞名世界的KONAMI公司于1988 年從街機(jī)移植到紅白機(jī)上的。

回到耦合的話題上來，因?yàn)樵缦鹊恼粕嫌螒驒C(jī)將游戲本身內(nèi)置在機(jī)器當(dāng)中，游戲和機(jī)器這兩個(gè)模塊之間的關(guān)系過于緊密，所以游戲玩兒膩了，游戲機(jī)就 沒用了，游戲機(jī)出問題了，游戲也再也不能玩兒了。而紅白機(jī)的游戲和游戲機(jī)之間的關(guān)系是相對獨(dú)立的，只要它們都遵循制定好的協(xié)議，就可以獨(dú)立的發(fā)展和變化。 游戲卡帶摔壞了，其他的游戲一樣可以在機(jī)器上運(yùn)行；自己的游戲機(jī)壞了，把卡帶拿到朋友家的游戲機(jī)上也能玩兒。紅白機(jī)發(fā)展到后期，連游戲機(jī)的手柄也是可插拔 的，如果手柄壞了，也只需要更換手柄即可。

講到這里，大家對聚合和耦合應(yīng)該也有了初步的認(rèn)識。那么，我們?nèi)绾慰创酆虾婉詈显趯?shí)際當(dāng)中的應(yīng)用呢？我們的程序怎樣才算是做到了高聚合和低耦合呢？

前面曾經(jīng)提到，從不同的層次看，聚合和耦合的程度也會(huì)有所不同。Sidtown和Fredborough的例子當(dāng)中，從城市的層次來看，第二 種設(shè)計(jì)完全達(dá)到了高內(nèi)聚和低耦合的目標(biāo)，然而，如果從城市的不同區(qū)域來看，這樣的設(shè)計(jì)內(nèi)聚性還不夠。如果我們一直追究下去，恐怕Better Mousetrap所有的員工都要住在生產(chǎn)線上了。一味的追求高內(nèi)聚，必然會(huì)造成模塊的功能過于單一，而模塊的數(shù)量出現(xiàn)急劇膨脹。所以，我們在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 程序時(shí)必須要斟酌模塊間的聚合和耦合程度，有興趣的朋友也可以去研究聚合性指標(biāo)與耦合性指標(biāo)。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的图解面向对象中的聚合与耦合概念的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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