【愚公系列】2023年10月 通用职责分配原则(四)-高内聚原则(High Cohesion Principle)
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🚀前言
GRASP(General Responsibility Assignment Software Patterns)通用职责分配软件模式是一组用于面向对象设计的指导原则,旨在帮助设计者确定系统中各个类的职责和交互方式,以实现松耦合、高内聚的设计。
GRASP与GOF(Gang of Four)模式的区别在于,GOF模式是一组特定的设计模式,提供了常见问题的解决方案,而GRASP则是一组通用的解决问题的原则,帮助设计者确定系统中各个类的职责和交互方式,以实现松耦合、高内聚的设计。
具体而言,GRASP提供了以下指导原则:
- Creator:谁创建了对象,谁就应该负责管理对象之间的关系。
- Controller:将系统的控制逻辑集中到一个对象中。
- Information Expert:将职责赋予那些最拥有所需信息的对象。
- High Cohesion:将具有高内聚性的职责分配给同一个类。
- Low Coupling:尽可能减少对象之间的相互依赖。
- Polymorphism:使用多态性来消除条件语句。
- Pure Fabrication:创建一个虚拟的类,以承担一些职责。
GRASP提供了一些通用的、可重用的模式,可以帮助设计者更好地理解和应用面向对象设计原则。与GOF模式相比,GRASP更注重职责分配和交互方式的设计,而不是具体的模式实现。
GRASP软件设计模式包括9个模式:创建者、信息专家、低耦合、控制器、高内聚、多态性、纯虚构、间接性、防止变异。
🚀一、高内聚原则(High Cohesion Principle)
高内聚原则指的是将职责或功能相近的代码组织在一起以形成高内聚模块或类。高内聚的代码模块通常会包含一组紧密相关的功能,这些功能共同完成某个逻辑上的任务,并且相互依赖度较高,这样就能达到降低耦合度、提高代码可维护性和可复用性的效果。
高内聚的代码模块能够提高代码的可读性和可维护性,因为在一个高内聚的代码模块中,所有的代码都是相互关联的,更容易理解和修改。此外,高内聚的代码模块还能够提高代码的可复用性,因为代码模块中的功能是相互独立的,可以被其他代码模块轻松地引用和重用。
高内聚原则是通用职责分配原则中非常重要的一项原则,它能够帮助开发人员更好地组织和管理代码,提高代码的可维护性、可复用性和可读性,从而实现高效开发和代码重构。
🚀二、使用步骤
🔎1.示例
public class Genetic {
public Genetic(int s, int n, int g, float c, float m, frmGa f) {
//
}
// 初始化GA算法类
public void Init(int[] x, int[] y) {
//
}
// 初始化种群
private void InitGroup() {
//
}
private int Evaluate(int[] chromosome) {
//
}
// 计算种群中各个个体的累积概率,前提是已经计算出各个个体的适应度fitness[max],
// 作为赌轮选择策略一部分,Pi[max]
private void CountRate() {
//
}
// 挑选某代种群中适应度最高的个体,直接复制到子代中
// 前提是已经计算出各个个体的适应度Fitness[max]
private void SelectBestGh() {
//
}
// 复制染色体,k表示新染色体在种群中的位置,kk表示旧的染色体在种群中的位置
private void CopyGh(int k, int kk) {
//
}
// 赌轮选择策略挑选
private void Select() {
//
}
// 进化函数,正常交叉变异
private void Evolution() {
//
}
// 进化函数,保留最好染色体不进行交叉变异
private void Evolution1() {
//
}
// 类OX交叉算子
private void OXCross(int k1, int k2) {
//
}
// 交叉算子,相同染色体交叉产生不同子代染色体
private void OXCross1(int k1, int k2) {
//
}
// 多次对换变异算子
private void OnCVariation(int k) {
//
}
public void Solve() {
//
}
}
以上代码片段摘自TspGA(部分命名和访问修饰符有修改),这是用C#写的非常著名的用遗传算法解决旅行家问题的方案。部分实现代码限于篇幅已被省略,Genetic类是用来封装遗传算法的类,所有和遗传算法相关的内部全部被封装进这个类,符合高内聚原则,同时也符合信息专家原则。不过最终这个类中的代码有600行之多,可能会让人觉得代码的可维护性不高,甚至对这个类是否符合单一职责原则产生怀疑。变异概率和交叉因子的选择是否可以另起2个类来封装呢?
通用职责分配软件原则考虑的是职责的封装问题,高内聚原则鼓励将具有高度相关性的职责封装在一个类中,该案例将所有和遗传算法相关的职责封装进一个类中的做法我认为没有问题,即使它可能存在多个引起它变化的原因。所以我个人认为高内聚原则和单一职责原则并没有显著冲突,要看设计者的选择。
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