“高凝聚力”是什么意思？

我是一名学生，最近加入了一家软件开发公司作为实习生。回到大学时，我的一位教授曾经说过，我们必须努力实现“低耦合和高凝聚力”。

我了解低耦合的含义。这意味着将单独组件的代码分开保存，这样一处更改不会破坏另一处的代码。

但是，高凝聚力是什么意思。如果这意味着将同一组件的各个部分很好地集成在一起，我不知道这将如何变得有利。

高凝聚力是什么意思？可以解释一个例子来理解它的好处吗？

从OO角度看凝聚力的一种方法是，如果类中的方法使用任何私有属性。gnat在这里的答案中指出，使用诸如LCOM4（缺乏内聚方法）之类的指标，您可以识别可以重构的类。您想要重构方法或类以使其更具凝聚力的原因是，它使代码设计更易于他人使用。相信我; 解决这些问题时，大多数技术主管和维护程序员都会爱上您。

您可以在构建过程中使用诸如Sonar之类的工具来识别代码库中的低内聚性。我可以想到几个非常常见的情况，即哪些方法的“内聚性”较低：

情况1：方法与类完全无关

考虑以下示例：

public class Food {
   private int _foodValue = 10;

   public void Eat() {
     _foodValue -= 1;
   }

   public void Replenish() {
     _foodValue += 1;
   }

   public void Discharge() {
     Console.WriteLine("Nnngghhh!");
   }
}

其中一种方法Discharge()缺乏凝聚力，因为它没有涉及到班上的任何私人成员。在这种情况下，只有一个私人成员：_foodValue。如果它对类的内部没有任何作用，那么它真的属于那里吗？该方法可以移到另一个可以命名为的类FoodDischarger。

// Non-cohesive function extracted to another class, which can
// be potentially reused in other contexts
public FoodDischarger {
  public void Discharge() {
    Console.WriteLine("Nnngghhh!");
  }
}

在用Javascript编写代码时，由于函数是一类对象，所以放电可以是自由函数：

function Food() {
    this._foodValue = 10;
}
Food.prototype.eat = function() {
    this._foodValue -= 1;
};
Food.prototype.replenish = function() {
    this._foodValue += 1;
};

// This
Food.prototype.discharge = function() {
    console.log('Nnngghhh!');
};
// can easily be refactored to:
var discharge = function() {
    console.log('Nnngghhh!');
};
// making it easily reusable without creating a class

情况2：实用程序类

这实际上是破坏凝聚力的常见情况。每个人都喜欢实用程序类，但是这些通常都表明设计缺陷，并且大多数时候会使代码库难以维护（因为与实用程序类相关的依赖性很高）。考虑以下类别：

public class Food {
    public int FoodValue { get; set; }
}

public static class FoodHelper {

    public static void EatFood(Food food) {
        food.FoodValue -= 1;
    }

    public static void ReplenishFood(Food food) {
        food.FoodValue += 1;
    }

}

在这里，我们可以看到实用程序类需要访问该类中的属性Food。在这种情况下，实用程序类中的方法根本没有内聚性，因为它需要外部资源来完成其工作。在这种情况下，将方法放在自己正在使用的类中会更好吗（很像第一种情况）？

情况2b：实用程序类中的隐藏对象

实用程序类的另一种情况是存在未实现的域对象。编程字符串操作时，程序员的第一个下意识的反应是为其编写实用程序类。就像这里验证两个常见字符串表示的代码一样：

public static class StringUtils {

  public static bool ValidateZipCode(string zipcode) {
    // validation logic
  }

  public static bool ValidatePhoneNumber(string phoneNumber) {
    // validation logic
  }

}

这里最没有意识到的是邮政编码，电话号码或任何其他字符串表示形式都可以是对象本身：

public class ZipCode {
    private string _zipCode;
    public bool Validates() {
      // validation logic for _zipCode
    }
}

public class PhoneNumber {
    private string _phoneNumber;
    public bool Validates() {
      // validation logic for _phoneNumber
    }
}

@codemonkeyism在本博文中详细介绍了不应直接“处理字符串” 的概念，但与内聚紧密相关，因为程序员通过将逻辑放入实用程序类来使用字符串的方式。

高凝聚力意味着将相似和相关的事物保持在一起，以耦合或融合共享内容，功能，原因或目标的部分。换句话说，低内聚性可能意味着例如功能/类/代码实体，该实体服务于多个目的，而不是“ 指向重点 ”。一种随身携带的思想是做一件事并做好。其他可能包括一个明显的事实，即您在许多地方都没有复制类似的功能。这也提高了代码库的局部性，某些种类的东西在某个地方找到（文件，类，函数集...），而不是分散在周围。

例如，考虑一个有两个或三个目的的类：加载/存储资源（例如文件），然后分析并显示内容。这样的类具有较低的内聚性，因为它管理至少两个根本不相关的单独任务（文件I / O，分析和显示）。高凝聚力的设计可以使用不同的类来加载和存储资源，对其进行分析然后进行显示。

另一方面，低耦合的目的是使不同的事物保持分离-从而使它们之间的交互尽可能少，从而降低了复杂性并简化了设计。

这意味着给定对象的各个部分与该对象的功能密切相关。这意味着就功能或责任而言，对象内几乎没有浪费。反过来，这可以提高对有关对象应用于什么目的的理解。