知识篇: 面向对象开发原则.高内聚.低耦合+Python安装详细教程

系统 127 0

面系那个对象开发原则.高内聚.低耦合

软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。划分摸块的一个准则就是高内聚低耦合。

这是软件工程中的概念,是判断设计好坏的标准,主要是面向OO的设计,主要是看类的内聚性是否高,偶合度是否低.

每一个类完成特定的独立的功能,这个就是高内聚。耦合就是类之间的互相调用关系,如果耦合很强,互相牵扯调用很多,那么会牵一发而动全身,不利于维护和扩展。

类之间的设置应该要低耦合,但是每个类应该要高内聚.耦合是类之间相互依赖的尺度.如果每个对象都有引用其它所有的对象,那么就有高耦合,这是不合乎要求的,因为在两个对象之间,潜在性地流动了太多信息.低耦合是合乎要求的:它意味着对象彼此之间更独立的工作.低耦合最小化了修改一个类而导致也要修改其它类的”连锁反应”. 内聚是一个类中变量与方法连接强度的尺度.高内聚是值得要的,因为它意味着类可以更好地执行一项工作.低内聚是不好的,因为它表明类中的元素之间很少相关.成分之间相互有关联的模块是合乎要求的.每个方法也应该高内聚.大多数的方法只执行一个功能.不要在方法中添加’额外’的指令,这样会导致方法执行更多的函数.

推广开来说,这个思想并不限于类与类之间的关系。模块和模块,子系统之间也都要遵守这个原则,才可以设计出延展性比较强的系统。

什么是耦合

定义

耦合性也称块间联系。指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。模块之间联系越紧密,其耦合性就越强,模块的独立性则越差。模块间耦合高低取决于模块间接口的复杂性、调用的方式及传递的信息。

耦合度就是某模块(类)与其它模块(类)之间的关联、感知和依赖的程度,是衡量代码独立性的一个指标,也是软件工程设计
及编码质量评价的一个标准。耦合的强度依赖于以下几个因素:
(1)一个模块对另一个模块的调用;
(2)一个模块向另一个模块传递的数据量;
(3)一个模块施加到另一个模块的控制的多少;
(4)模块之间接口的复杂程度。

耦合分类

耦合按从强到弱的顺序可分为以下几种类型:
a)非直接耦合:两模块间没有直接关系,之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的   
b)数据耦合:指两个模块之间有调用关系,传递的是简单的数据值,相当于高级语言的值传递; 
c)标记耦合:指两个模块之间传递的是数据结构,如高级语言中的数组名、记录名、文件名等这些名字即标记,其实传递的是这个数据结构的地址;  
d)控制耦合:一指一个模块调用另一个模块时,传递的是控制变量(如开关、标志等),被调模块通过该控制变量的值有选择地执行块内某一功能; 
e)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,而且不是通过参数传递该全局变量的信息   
f)公共耦合:一组模块都访问同一个公共数
据环境。该公共数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。   
g)内容耦合:这是最高程度的耦合,也是最差的耦合。当一个模块直接使用另一个模块的内部数据,或通过非正常入口而转入另一个模块内部。

为什么要低耦合(解耦合)

  在面向对象编程中,对象自身是内聚的,是保管好自己的数据,完成好自己的操作的,而对外界呈现出自己的状态和行为。但是,没有绝对的自力更生,对外开放也是必要的!一个对象,往往需要跟其他对象打交道,既包括获知其他对象的状态,也包括仰赖其他对象的行为,而一旦这样的事情发生时,我们便称该对象依赖于另一对象。只要两个对象之间存在一方依赖一方的关系,那么我们就称这两个对象之间存在耦合。 比如妈妈和baby,妈妈要随时关注baby的睡、醒、困、哭、尿等等状态,baby则要仰赖妈妈的喂奶、哄睡、换纸尿裤等行为,从程序的意义上说,二者互相依赖,因此也存在耦合。首先要说,耦合是必要的。

  耦合的程度就是耦合度,也就是双方依赖的程度。上文所说的妈妈和baby就是强耦合。而你跟快递小哥之间则是弱耦合。一般来说耦合度过高并不是一件好事。就拿作为IT精英的你来说吧,上级随时敦促你的工作进度,新手频繁地需要你指导问题,隔三差五还需要参加酒局饭局,然后还要天天看领导的脸色、关注老婆的心情,然后你还要关注代码中的bug 、bug、bug,和需求的变化、变化、变化,都够焦头烂额了,还猝不及防的要关注眼睛、颈椎、前列腺和头发的状态,然后你再炒个股,这些加起来大概就是个强耦合了。从某种意义上来说,耦合天生就与自由为敌,无论是其他对象依赖于你,还是你依赖其他对象。比如有人嗜烟、酗酒,你有多依赖它们就有多不自由;比如有人家里生了七八个娃,还有年迈的父母、岳父母,他们有多依赖你,你就有多不自由。所以老子这样讲:“五音令人耳聋,五色令人目盲,驰骋狩猎令人心发狂,难得之货令人行妨。”卢梭也是不无悲凉的说“人生而自由,却又无往而不在枷锁中”。因此,要想自由,就必须要降低耦合,而这个过程就叫做解耦和。

  耦合度很高的情况下,维护代码时修改一个地方会牵连到很多地方,如果修改时没有理清这些耦合关系,那么带来的后果
可能会是灾难性的,特别是对于需求变化较多以及多人协作开发维护的项目,修改一个地方会引起本来已经运行稳定的模块错误,严重时会导致恶性循环,问题永远改不完,开发和测试都在各种问题之间奔波劳累,最后导致项目延期,用户满意度降低,成本也增加了,这对用户和开发商影响都是很恶劣的,各种风险也就不言而喻了。

如何降低耦合(解耦合)

  1. 少使用类的继承,多用接口隐藏实现的细节。 Java面向对象编程引入接口除了支持多态外, 隐藏实现细节也是其中一个目的。
  2. 模块的功能化分尽可能的单一,道理也很简单,功能单一的模块供其它模块调用的机会就少。(其实这是高内聚的一种说法,高内聚低耦合一般同时出现,为了限制篇幅,我们将在以后的版期中讨论)。
  3. 遵循一个定义只在一个地方出现。
  4. 少使用全局变量。
  5. 类属性和方法的声明少用public,多用private关键字,
  6. 多用设计模式,比如采用MVC的设计模式就可以降低界面与业务逻辑的耦合度。
  7. 尽量不用“硬编码”的方式写程序,同时也尽量避免直接用SQL语句操作数据库。
  8. 最后当然就是避免直接操作或调用其它模块或类(内容耦合);如果模块间必须存在耦合,原则上尽量使用数据耦合,少用控制耦合,
    限制公共耦合的范围,避免使用内容耦合。

什么是内聚

  内聚,通俗的来讲,就是自己的东西自己保管,自己的事情自己做。每个模块尽可能独立完成自己的功能,不依赖于模块外部的代码。

  对象是什么?对象就是保管好自己的东西,做好自己的事情的程序模块——这就是内聚!当然,对象的内聚只是内聚的一个层次,在不同的尺度下其实都有内聚的要求,比如方法也要讲内聚,架构也要讲内聚。

内聚: 内聚性又称块内联系。指模块的功能强度的度量,即一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。若一个模块内各元素(语名之间、程序段之间)联系的越紧密,则它的内聚性就越高。

高内聚:类与类之间的关系而定,高,意思是他们之间的关系要简单,明了,不要有很强的关系,不然,运行起来就会出问题。一个类的运行影响到其他的类。由于高内聚具备鲁棒性,可靠性,可重用性,可读性等优点,模块设计推荐采用高内聚。

内聚度是指内部各元素之间联系的紧密程度,模块的内聚种类通常可分为7种,按其内聚度从低
到高的次序依此为:偶然内聚、逻辑内聚、瞬时内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚。

1 偶然内聚: 指一个模块内的各处理元素之间没有任何联系。
2 逻辑内聚: 指模块内执行几个逻辑上相似的功能,通过参数确定该模块完成哪一个功能。
3 时间内聚: 把需要同时执行的动作组合在一起形成的模块为时间内聚模块。
4 通信内聚: 指模块内所有处理元素都在同一个数据结构上操作(有时称之为信息内聚),或者指各处理使用相同的输入数据或者产生相同的输出数据。
5 顺序内聚: 指一个模块中各个处理元素都密切相关于同一功能且必须顺序执行,前一功能元素输出就是下一功能元素的输入。
6 功能内聚: 这是最强的内聚,指模块内所有元素共同完成一个功能,缺一不可。与其他模块的耦合是最弱的。

例子:

有个例子很容易明白:一个程序有50个函数,这个程序执行得非常好;然而一旦你修改其中一个函数,其他49个函数都需要做修改,这就是高耦合的后果。
一旦你理解了它,你编写概要设计的时候设计类或者模块自然会考虑到“高内聚,低耦合”。

可能也可以这样理解:
高内聚相对的是方法的独立性,减少外部(全局参数)的影响。低耦合相对的是方法的依赖性低,可用搭积木的方式构建程序。内聚类似积木,耦合类似盖房子,而高内聚低耦合的方式是比较效率并个性化构建房屋的方式。

Python安装详细教程

以windows版本举例:

1、首先去Pycharm官网,或者直接输入网址:http://www.jetbrains.com/pycharm/download/#section=windows,下载PyCharm安装包,根据自己电脑的操作系统进行选择,对于windows系统选择下图的框框所包含的安装包。

知识篇: 面向对象开发原则.高内聚.低耦合+Python安装详细教程+print输出带颜色的方法_第1张图片

2,双击下载的安装包,进行安装,然后会弹出界面:

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3,选择安装目录,Pycharm需要的内存较多,建议将其安装在D盘或者E盘,不建议放在系统盘C盘:

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4,点击Next,进入下图的界面:

知识篇: 面向对象开发原则.高内聚.低耦合+Python安装详细教程+print输出带颜色的方法_第4张图片

Create Desktop Shortcut创建桌面快捷方式,一个32位,一个64位,小编的电脑是64位系统,所以选择64位。

勾选Create Associations是否关联文件,选择以后打开.py文件就会用PyCharm打开。

5,点击Next,进入下图(默认安装即可):

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6,耐心的等待两分钟左右,如下图:

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7,之后就会得到下面的安装完成的界面:

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8,选择Accept,进入下一步:

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9,进入激活界面,选择第二个License server,如下图所示:

知识篇: 面向对象开发原则.高内聚.低耦合+Python安装详细教程+print输出带颜色的方法_第9张图片

之后在License server address中随意输入下面两个注册码中的任意一个即可,Pycharm新注册码1:http://idea.liyang.io或pycharm新注册码2:http://xidea.online,之后点击OK,便可以激活Pycharm了。

如果还不行,那么点击图片中的 img ,复制粘贴以下验证码:

img View Code

10,Pycharm激活后:

激活之后会自动跳转到下图界面,选择IDE主题与编辑区主题:

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11,可以选择主题风格:

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12,之后进入界面:

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13,创建py文件:

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14,最终书写代码并运行:

知识篇: 面向对象开发原则.高内聚.低耦合+Python安装详细教程+print输出带颜色的方法_第14张图片

print输出带颜色的方法

书写格式: 开头部分 :\033[显示方式;前景色;背景色m + 结尾部分: \033[0m

​ 注意:开头部分的三个参数:显示方式,前景色,背景色是可选参数,可以只写其中的某一个;另外由于表示三个参数不同含义的数值都是唯一的没有重复的,所以三个参数的书写先后顺序没有固定要求,系统都能识别;但是,建议按照默认的格式规范书写。

​ 对于结尾部分,其实也可以省略,但是为了书写规范,建议\033[***开头,\033[0m结尾。

          
            -------------------------------------------
-------------------------------------------
字体色     |       背景色     |      颜色描述
-------------------------------------------
30        |        40       |       黑色
31        |        41       |       红色
32        |        42       |       绿色
33        |        43       |       黃色
34        |        44       |       蓝色
35        |        45       |       紫红色
36        |        46       |       青蓝色
37        |        47       |       白色
-------------------------------------------
-------------------------------
显示方式     |      效果
-------------------------------
0           |     终端默认设置
1           |     高亮显示
4           |     使用下划线
5           |     闪烁
7           |     反白显示
8           |     不可见
-------------------------------
          
        

数值表示的参数含义:

显示方式: 0(默认值)、1(高亮)、22(非粗体)、4(下划线)、24(非下划线)、 5(闪烁)、25(非闪烁)、7(反显)、27(非反显)
前景色: 30(黑色)、31(红色)、32(绿色)、 33(黄色)、34(蓝色)、35(洋 红)、36(青色)、37(白色)
背景色: 40(黑色)、41(红色)、42(绿色)、 43(黄色)、44(蓝色)、45(洋 红)、46(青色)、47(白色)

常见开头格式
\033[0m 默认字体正常显示,不高亮
\033[32;0m 红色字体正常显示
\033[1;32;40m 显示方式: 高亮 字体前景色:绿色 背景色:黑色
\033[0;31;46m 显示方式: 正常 字体前景色:红色 背景色:青色

举例说明:

1,

          
            print('\033[1;35;0m字体变色,但无背景色 \033[0m')  # 有高亮 或者 print('\033[1;35m字体有色,但无背景色 \033[0m')
print('\033[1;45m 字体不变色,有背景色 \033[0m')  # 有高亮
print('\033[1;35;46m 字体有色,且有背景色 \033[0m')  # 有高亮
print('\033[0;35;46m 字体有色,且有背景色 \033[0m')  # 无高亮
          
        

结果:

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2,

          
            print('\033[0;36m床前明月光,')
print('疑是地上霜。')
print('举头望明月,')
print('低头思故乡。\033[0m')
          
        

结果:

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