寫出好維護的程式碼 — 高內聚

在 寫出好維護的程式碼 — 依賴注入 (Dependency Injection) 與控制反轉 (Inversion of Control) 主題文中，我們談了透過依賴注入 (dependency injection) 與控制反轉 (inversion of control) 這兩個手段把程式碼的耦合度降低，讓程式碼更容易維護。

當提到耦合度，相信多數讀者都聽過「高內聚、低耦合 high cohesion, low coupling」這個原則，在 寫出好維護的程式碼 — 依賴注入 (Dependency Injection) 與控制反轉 (Inversion of Control) 主題文中我們主要在談如何降低耦合，而在這期主題文，我們會專注在「高內聚」的概念上。

從日常生活的例子來理解內聚

在實際談程式撰寫時的高內聚之前，想先用一個生活化的例子跟大家談「內聚」是什麼概念。

以多數人都熟知的廚房為例，在一個料理新手的廚房中，可能因為本身對不同的器具與調味料不熟，所以可能會把所有的東西都塞在一起。這種狀況下，假如今天要煮一道菜，光是找要用的工具以及搭配的調味料，可能就需要先花不少時間。

然而，假如有看過餐廳中專業廚師所使用的廚房，多半會發現整體的動線是精心設計過，不同的廚具、食材、調味料的位置擺放，也都是有縝密的計算，讓廚師能夠在最短的時間拿到自己要用的廚具、食材與佐料。

舉例來說，一個常見的分類方式是把肉類跟蔬菜分開來放，在肉類中不同的肉也會有不同的收納，牛肉不會跟魚肉混在一起，這樣要烹調牛肉相關的料理時，可以非常迅速地找出來。

當然，有些廚房可能會有不同的分類。舉例來說，有些鐵板燒店之所以整體運作效率非常高，其中一個原因是它們把熱門餐點所需的材料，全都事先整理好了。所以當點了沙朗牛排，廚師可以直接拿出要煎那道牛排所需的所有東西，從牛肉本身到相關配料。

上面的這個例子，就是高內聚的表現。例子中的沙朗備盤，是單一職責、單一目的，其存在就是為了讓廚師能煎出美味的沙朗牛排。在沙朗備盤中，沒有任何跟要煎沙朗牛排無關的東西，裡面有的材料全都是與製作沙朗牛排相關。

抽象一點來說，高內聚是指「把相關的東西聚在一起，藉此達到單一目的」，所以備盤的單一目的，以及盤中的東西都是高度相關，就是高內聚的展現。

而當這樣準備，就能夠讓廚師運作起來很高效，因為不用為在煎沙朗牛排時，還要在混雜著甜點佐料的區域找調味料；因為不用大範圍的東翻西找，這能讓速度變快，也能避免拿錯東西。

什麼是高內聚? 有什麼好處?

希望透過上面的例子，讀者們對於高內聚是什麼，有比較具體的理解。在這個段落，讓我們把重點拉回軟體工程的領域中。在軟體工程中，所謂的高內聚是指，把相關的東西聚在一個模組 (例如某個類別或函式)當中，讓該模組有單一且定義清楚的職責。

因此在檢視一個類別或函式時，如果該類別或函式有一個清楚的目的，且類別與函式當中的內容，彼此相近，且僅為該目的而存在，這樣就會說是高內聚。反之，如果一個類別或函式，做了很多事，且做的事情彼此沒關聯，就會被認為是低內聚。

寫程式時到底要拆開還是要聚在一起?

在理解完高內聚的定義與好處後，相信有些讀者這時可能會有個疑問，那就是「高內聚、低耦合」這句話似乎有一點彼此相衝突，高內聚在講要把相近的東西聚在一起，這樣跟耦合在談的要把東西拆開、抽出去似乎有點相違背。

關於這個問題，在《Balancing Coupling in Software Design》一書當中，作者 Vlad Khononov 談到一個很精闢的點。他說內聚是指「模組當中，要素之間彼此相近的程度」。換句話說，內聚本身就是一種耦合。只是內聚的耦合是一種「好耦合」 (作者的原文是寫 cohesion as “good coupling”)。

之所以說這個說法精闢，是因為在寫程式時，總是不免有東西要放一起，只是當放在一起時，如果又要擔心耦合的揉雜，可能會讓大家在寫程式時有所顧忌。但如果用「好耦合」的角度來看，假如某些東西彼此足夠相近，放在一起能帶來上述高內聚的好處，那麼即使放在一起有耦合也無妨。

因此，在思考高內聚時，推薦讀者們可以從「好耦合」的角度來看，推薦可以思考「哪些東西放在一起會讓未來要維護時可以更容易」，藉此來決定什麼要放一起、什麼要拆開。

高內聚與低耦合，檢視的角度有所不同

除了上一段落的角度外，在看「高內聚、低耦合」時，也推薦讀者們可以用不同的視角來看。

具體來說：

• 高內聚是在檢視「模組之內」，確保模組內的東西高度關聯，專注在單一目標
• 低耦合是在檢視「模組之間」，確保模組間不相互糾纏，避免牽一髮動全身的狀況

事實上，這兩種是相輔相成的，當今天如果我們確保一個模組是高內聚的，就能同時確保這個模組有清楚的邊界，這樣跟其他模組之間也比較容易是低耦合的。

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