分解、模块与接口
复习
- 需求与边界：先弄清要做什么、不做什么
- 抽象：加一层，把复杂藏起来
- 函数：把一段工作命名、封装起来
TL;DR
- 把大程序切成可独立理解、替换的模块
- 模块之间通过接口交流
- 好的分解能降低耦合、便于并行开发
- 这和前面反复出现的“分层与封装”一脉相承
正文
需求清楚了，接下来要面对的是“怎么把它搭出来”。一个稍大的软件，动辄成千上万行代码，直接从头写到尾，是没法维护的。办法还是那个老朋友：分解。
切成人能理解的小块
把一个大程序，切成若干个模块（module）：每个模块负责一块相对独立的职责。
切分的目标有两条，常被概括成一句话：
- 高内聚（high cohesion）：一个模块内部做的事，应该彼此相关、围绕一个明确的职责
- 低耦合（low coupling）：模块之间尽量少依赖、少纠缠
高内聚让一个模块“专注”，容易理解；低耦合让改动一个模块时，不容易牵连别的模块，容易维护。这两条，是模块划分好不好的重要标准。
接口：模块之间怎么说话
模块之间总不能互相看透对方的内部。它们通过接口（interface）交流：我对外承诺能提供什么，你需要我做什么，就按这个来。
这正是我们前面讲过无数次的思想：接口与实现分离。只要接口不变，一个模块的内部怎么改，都不影响其他模块。于是：
- 不同的人可以并行开发不同的模块（只要接口先定好）
- 一个模块的实现可以被替换，只要还遵守原接口
- 出了问题，可以限定在某个模块内部去查
又一次呼应主线
分解、模块、接口，说到底还是那几件事：把复杂问题拆小，用清晰的边界隔开，再用稳定的接口连接。
从逻辑门到芯片、从函数到操作系统、从协议分层到编译器阶段——“分层、封装、接口”这条主线，贯穿了整部教程。 软件构造不过是把它用在了“代码组织”上而已。
思考题 1
为什么要把大程序分解成模块？
思考题 2
“高内聚、低耦合”大概是什么意思？
小结
知识点
- 模块化把大程序切成独立的职责单元
- 高内聚指模块内部职责集中
- 低耦合指模块之间依赖少
- 模块通过接口交流，接口稳定则内部可替换
参考资料
- Wikipedia(zh)：模块化编程：把程序划分为独立模块
- Wikipedia(zh)：耦合性 (计算机科学)：模块之间依赖的程度
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
因为一个稍大的程序直接从头写到尾难以理解和维护。分解成模块后，每块职责相对独立、便于单独理解和测试；接口稳定时还能并行开发和替换实现，出问题也更容易定位。
思考题 2
高内聚指一个模块内部的功能彼此相关、围绕一个明确职责，显得专注；低耦合指模块之间尽量少相互依赖。前者让模块好理解，后者让改动不易牵连他处，两者共同决定了模块划分的质量。
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设计师 | 南国微雪