软考高级架构师：内聚类型和耦合类型

一、AI 讲解

在软件设计中，耦合（Coupling）和内聚（Cohesion）是两个非常重要的概念。它们描述了模块之间和模块内部的关系，理解这些概念有助于设计出高质量的软件系统。

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耦合（Coupling）

耦合是指模块之间的依赖程度。耦合度越低，模块之间的依赖性越小，系统的可维护性和可扩展性越好。根据耦合的紧密程度，可以将耦合分为以下几种类型：

1. 内容耦合（Content Coupling）
   • 一个模块直接修改或依赖另一个模块的内部数据或控制信息。
   • 耦合度最高，极其不推荐。
2. 公共耦合（Common Coupling）
   • 多个模块共享同一组全局数据。
   • 如果全局数据发生变化，所有依赖这些数据的模块都可能受到影响。
3. 控制耦合（Control Coupling）
   • 一个模块通过参数传递控制信息来影响另一个模块的执行流程。
   • 这会导致模块之间的强依赖，不利于模块的独立性。
4. 外部耦合（External Coupling）
   • 模块之间依赖于外部接口或数据格式。
   • 这种耦合往往不可避免，但应尽量规范外部接口和数据格式。
5. 标记耦合（Stamp Coupling）
   • 模块之间通过传递结构化的数据（如对象或结构体）进行交互。
   • 如果传递的数据结构发生变化，依赖这些数据的模块也需要修改。
6. 数据耦合（Data Coupling）
   • 模块之间仅通过简单的数据参数（如基本类型）进行交互。
   • 耦合度最低，推荐使用。

内聚（Cohesion）

内聚是指模块内部各个元素之间的相关程度。内聚度越高，模块内部的元素越紧密相关，模块的职责越单一。根据内聚的紧密程度，可以将内聚分为以下几种类型：

1. 偶然内聚（Coincidental Cohesion）
   • 模块内部的元素之间没有明显的关联，仅仅是为了完成某种目的而放在一起。
   • 内聚度最低，不推荐。
2. 逻辑内聚（Logical Cohesion）
   • 模块内部的元素在逻辑上相关，但执行的任务可能不同。
   • 例如，一组执行不同操作的函数被放在同一个模块中。
3. 时间内聚（Temporal Cohesion）
   • 模块内部的元素在时间上相关，即在同一时间点执行。
   • 例如，一组初始化任务被放在同一个模块中。
4. 过程内聚（Procedural Cohesion）
   • 模块内部的元素在执行顺序上相关，即执行某个特定过程的各个步骤。
   • 例如，处理某个请求的各个步骤被放在同一个模块中。
5. 通信内聚（Communicational Cohesion）
   • 模块内部的元素操作同一组数据或资源。
   • 例如，读写同一个文件的函数被放在同一个模块中。
6. 顺序内聚（Sequential Cohesion）
   • 模块内部的元素需要按照特定顺序执行，一个元素的输出是下一个元素的输入。
   • 例如，处理流水线中的各个阶段被放在同一个模块中。
7. 功能内聚（Functional Cohesion）
   • 模块内部的元素共同完成一个单一且明确的功能。
   • 内聚度最高，最为理想。

总结

耦合和内聚是衡量软件设计质量的重要指标。理想的设计应当尽量降低模块之间的耦合，同时提高模块内部的内聚。低耦合和高内聚有助于提升系统的可维护性、可扩展性和重用性。

二、题目

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