【文章內(nèi)容簡介】 通信內(nèi)聚 —— 模塊內(nèi)所有元素都使用 相同的輸入數(shù)據(jù) 或者產(chǎn) 生相同的輸出數(shù)據(jù) 。 例：產(chǎn)生職工工資報表并計算平均工資模塊 產(chǎn)生工資報表 計算平均工資 職工工 資記錄 職工工資報表 平均工資 設(shè)計原理 五 . 模塊獨立 —— (6) 順序內(nèi)聚 (7) 功能內(nèi)聚 ? 順序內(nèi)聚 ——一個模塊中各個處理 元素 都密切相關(guān)于同一功能且必須順序執(zhí)行 ， 前一處理元素的輸出數(shù)據(jù)就是下一處理元素的輸入數(shù)據(jù) 。 ? 功能內(nèi)聚 ——模塊內(nèi)所有處理元素屬于一個整體 ，完成一個單一的功能 。 （ 最強(qiáng)的內(nèi)聚 ！ ） 設(shè)計原理 五 . 模塊獨立 —— 內(nèi)聚性：弱 ← ———————————————→ 強(qiáng) 模塊獨立性：弱 ← —————————————→ 強(qiáng) 1 2 3 4 5 6 7 低內(nèi)聚 中內(nèi)聚 高內(nèi)聚 ⒈ 偶然內(nèi)聚 0分 ： ⒉邏輯內(nèi)聚 1分 ：合并處理、變換相同或相似的功能 ⒊時間內(nèi)聚 3分 ：將因時序相同或接近的操作合并 ⒋過程內(nèi)聚 5分 ：將 存在因果關(guān)系的功能 集成 ⒌通信內(nèi)聚 7分 ：因數(shù)據(jù)的共用而合并 ⒍順序內(nèi)聚 9分 ：將 存在因果關(guān)系的操作 集成 ⒎功能內(nèi)聚 10分 ：將只完成一個明確功能的操作合并 設(shè)計原理 五 . 模塊獨立 —— 耦合性與內(nèi)聚性是模塊獨立性的兩個定性標(biāo)準(zhǔn)，將軟件系統(tǒng)劃分模塊時，盡量做到高內(nèi)聚，低耦合，提高模塊的獨立性。 內(nèi)聚和耦合是密切相關(guān)的，模塊內(nèi)的高內(nèi)聚往往意味著模塊間的松耦合。內(nèi)聚和耦合都是進(jìn)行模塊化設(shè)計的有力工具，但是實踐表明內(nèi)聚更重要，應(yīng)該把更多注意力集中到提高模塊的內(nèi)聚程度上。 設(shè)計原理 七條啟發(fā)式規(guī)則 模塊的劃分：高內(nèi)聚，低耦合，保持相對獨立性 模塊的大小 : 模塊規(guī)模應(yīng)該適中 形成的結(jié)構(gòu)：深度、寬度、扇出和扇入都應(yīng)適當(dāng) “ 頂層扇出較高，中間扇出較小，底層模塊高扇入 ” 模塊的控制：模塊的作用域應(yīng)該在控制域之內(nèi) 模塊的接口：簡單、清晰、含義明確 設(shè)計單入口單出口的模塊 模塊功能應(yīng)該可以預(yù)測 啟發(fā)規(guī)則 分析初步設(shè)計結(jié)構(gòu)，通過 合并 或 分解 以 降低模塊之間的耦合 、 提高模塊的內(nèi)聚 。 例如，多個模塊公有的一個子功能可以獨立成一個模塊，由這些模塊調(diào)用；有時可以通過分解或合并模塊以減少控制信息的傳遞及對全程數(shù)據(jù)的引用，并且降低接口的復(fù)雜程度。 啟發(fā)規(guī)則 啟發(fā)式規(guī)則 軟件結(jié)構(gòu)圖 反映了整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，控制層次體系 , 往往用樹狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的圖形來表示。 A B C D E F G H I A B C D E A B C D (a) 樹狀結(jié)構(gòu) (b) 簡單網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) (c)復(fù)雜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ? 模塊規(guī)模過大，降低可理解程度；模塊過小，模塊開銷大于有效操作，且系統(tǒng)的接口復(fù)雜。 ? 過大模塊－ 進(jìn)一步分解（保證模塊獨立性） 過小模塊－ 幾個合并（尤其只被一個模塊調(diào)用時） ? 每個模塊最好控制在 60行語句以內(nèi)。 ?語句數(shù)超過 30以后，模塊可理解性迅速下降 啟發(fā)規(guī)則 軟件設(shè)計的兩個階段 設(shè)計原理 ? 模塊化 ? 抽象 ? 逐步求精 ? 信息隱藏和局部化 ? 模塊獨立 設(shè)計原理 五 . 模塊獨立 —— 耦合性：弱 ← ————————————————→ 強(qiáng) 模塊獨立性：強(qiáng) ← ——————————————→ 弱 1 2 3 4 5 6 弱耦合 中耦合 較強(qiáng)耦合 強(qiáng)耦合 ⒈ 非直接耦合：無信息交換 ⒉數(shù)據(jù)耦合： 簡單數(shù)據(jù) 以 參數(shù)形式 進(jìn)行交換 ⒊特征耦合： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 以 參數(shù)形式 進(jìn)行交換 。或共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ⒋控制耦合：參與交換的數(shù)據(jù)內(nèi)包含 控制信息 ⒌公共耦合：一組模塊使用同一個 全局性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) /公共區(qū) ⒍內(nèi)容耦合：一個模塊可以直接訪問另一個模塊 內(nèi)部 數(shù)據(jù) 設(shè)計原理 五 . 模塊獨立 —— 內(nèi)聚性：弱 ← ———————————————→ 強(qiáng) 模塊獨立性：弱 ← —————————————→ 強(qiáng) 1 2 3 4 5 6 7 低內(nèi)聚 中內(nèi)聚 高內(nèi)聚 ⒈ 偶然內(nèi)聚 0分 ： ⒉邏輯內(nèi)聚 1分 ：合并處理、變換相同或相似的功能 ⒊時間內(nèi)聚 3分 ：將因時序相同或接近的操作合并 ⒋過程內(nèi)聚 5分 ：將 存在因果關(guān)系的功能 集成 ⒌通信內(nèi)聚 7分 ：因數(shù)據(jù)的共用而合并 ⒍順序內(nèi)聚 9分 ：將 存在因果關(guān)系的操作 集成 ⒎功能內(nèi)聚 10分 ：將只完成一個明確功能的操作合并 設(shè)計原理 七條啟發(fā)式規(guī)則 模塊的劃分：高內(nèi)聚，低耦合，保持相對獨立性 模塊的大小 : 模塊規(guī)模應(yīng)該適中 形成的結(jié)構(gòu)：深度、寬度、扇出和扇入都應(yīng)適當(dāng) “ 頂層扇出較高，中間扇出較小，底層模塊高扇入 ” 模塊的控制：模塊的作用域應(yīng)該在控制域之內(nèi) 模塊的接口：簡單、清晰、含義明確 設(shè)計單入口單出口的模塊 模塊功能應(yīng)該可以預(yù)測 啟發(fā)規(guī)則 、寬度、扇入、扇出都應(yīng)該適中 啟發(fā)規(guī)則 主模塊 A C B D E F I H G J 深 度 寬度 扇出 扇入 模塊的 層數(shù) (同一層最大模塊數(shù) ) (一個模塊直接調(diào)用的模塊數(shù) ) (調(diào)用一個給定模 塊的模塊個數(shù) ) ( ) 平均扇出：3～ 4個為宜 越大越好但不違背模塊獨立原理 、寬度、扇入、扇出都應(yīng)該適中 分解或合并模塊以調(diào)整扇入、扇出數(shù) 啟發(fā)規(guī)則 A B A1 A2 B A B A B1 B2 減少扇入數(shù) 減少扇出數(shù) ? 作用域：受該模塊內(nèi)的一個判定影響的所有模塊的集合 ? 控制域：模塊本身及所有直接或間接從屬于它的模塊的集合 A的控制域為： {A, B, C, D, E, F} 啟發(fā)規(guī)則 最差 ， 作用域不在控制域內(nèi) 控制路徑過長 W A B C D G H ◇ E F I J ◇ W B G H I J “◇ ”表示判定條件，它可 影響另一個模塊 中用到 的 全局變量 或靜態(tài)變量 例 1： 例 2： 較好 最好 W B G ◇ H I J W ◇ A C D F E 例 3： 例 4： 啟發(fā)規(guī)則 作用域不在控制域內(nèi)的修改方法： 1. 將 判定點上移到 足夠高的位置 上移 判定點 A’=A+D ◇ A’ B C E F A B C ◇ D E F 啟發(fā)規(guī)則 X ◇ A ◇ A X 移動 2. 將那些在作用域內(nèi)但不在控制域內(nèi)的模塊下移 到控制域內(nèi) 。 啟發(fā)規(guī)則 目標(biāo)： 仔細(xì)設(shè)計模塊接口，使得信息傳遞簡單并且和模塊的功能一致 標(biāo)記耦合 數(shù)據(jù)耦合 啟發(fā)規(guī)則 每個模塊只有唯一入口和唯一出口 啟發(fā)規(guī)則 ? 同樣的輸入可以產(chǎn)生同樣的輸出 ?帶有 內(nèi)部“存儲器”（如：靜態(tài)變量） 的模塊，其 輸出可能取決于內(nèi)部存儲器的狀態(tài)（當(dāng)前值） ?即： 靜態(tài)變量的當(dāng)前值 ==》 模塊的功能不可預(yù)測。 ? 如上例： 在 另一個類的方法 中 創(chuàng)建一個 counter類的對象。這個方法的功能就不可預(yù)測 ? 但不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)功能的可預(yù)見性而使模塊失去靈活性（無法重用模塊） 啟發(fā)規(guī)則 一 . 層 次 圖 描繪軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具 層次圖用來描繪軟件的層次結(jié)構(gòu)， 矩形框代表模塊 ， 方框之間的 連線表示調(diào)用關(guān)系 。 圖 正文加工系統(tǒng)的層次圖 一 . 層 次 圖 層次圖 ? 層次方框圖 層次圖 : ? 模塊方框之間的連線表示 調(diào)用關(guān)系。 ? 用于設(shè)計階段 層次方框圖 : ? 模塊方框之間的連線表示 組成關(guān)系。 ? 用于需求分析階段， 第 描繪軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具 二 . HIPO 圖（ Hierarchy InputProcess