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{{otheruses|耦合}}
{{noteTA
|G1=IT
|T=zh-cn:耦合性 (计算机科学);zh-hk:耦合性 (電腦科學);zh-tw:耦合性 (電腦科學)
}}
'''耦合性'''（{{lang-en|'''Coupling'''}}）或稱'''耦合力'''或'''耦合度'''，是一種[[軟體度量]]，是指一程式中，[[軟體模組|模組]]及模組之間資訊或參數依赖的程度。

而[[内聚性]]（{{lang-en|Cohesion}}）是一個和耦合性相對的概念，一般而言低耦合性代表高内聚性，反之亦然。耦合性和内聚性都是由提出結構化設計概念的{{link-en|賴瑞·康斯坦丁|Larry Constantine}}所提出<ref>W. Stevens, G. Myers, L. Constantine, "Structured Design", IBM Systems Journal, 13 (2), 115-139, 1974.</ref><!-- who was also an early proponent of these concepts (see also [[Structured Systems Analysis and Design Methodology|SSADM]])-->。低耦合性是結構良好[[電腦程式|程式]]的特性，低耦合性程式的可讀性及可維護性會比較好。

==耦合性的分類==
[[File:Coupling sketches cropped 1.svg|thumb|300px|upright=2.0|耦合性的概念模型]]
耦合性可以是低耦合性（或稱為鬆散耦合），也可以是高耦合性（或稱為緊密耦合）。以下列出一些耦合性的分類，從高到低依序排列：

;內容耦合（content coupling，耦合度最高）:也稱為病态耦合（pathological coupling）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。
;共用耦合/公共耦合（common coupling）:也稱為全局耦合（global coupling.）指通过一个公共数据环境相互作用的那些模块间的耦合。公共耦合的复杂程度随耦合模块的个数增加而增加。
;外部耦合（external coupling）:發生在二個模組共用一個外加的資料格式、通訊協定或是設備界面，基本上和模組和外部工具及設備的溝通有關。
;控制耦合（control coupling）: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;
;特徵耦合/标记耦合（stamp coupling）:也稱為資料結構耦合，是指幾個模組共享一個複雜的資料結構，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;
;資料耦合/数据耦合（data coupling）:是指模組藉由傳入值共享資料，每一個資料都是最基本的資料，而且只分享這些資料（例如傳遞一個整數給計算平方根的函數）。
;訊息耦合（message coupling，是無耦合之外，耦合度最低的耦合）:可以藉由以下二個方式達成：狀態的去中心化（例如在物件中），組件間利用傳入值或[[訊息傳遞 (計算機科學)|訊息傳遞]]來通訊。
;無耦合：模組完全不和其他模組交換資訊。

===物件導向程式設計===
;子類別耦合（subclass coupling）:描述子類別和父類別之間的關係，子類別連結到父類別，但父類別沒有連結到子類別。
;時空耦合（temporal coupling）:二個動作只因為同時間發生，就被包裝在一個模組中。

後來的研究提出了許多不同層面的耦合性，並且用來評估實務上各種的模組化法則的實施程度<ref>F. Beck, S. Diehl. On the Congruence of Modularity and Code Coupling. In Proceedings of the 19th ACM SIGSOFT Symposium and the 13th European Conference on Foundations of Software Engineering (SIGSOFT/FSE '11), Szeged, Hungary, September 2011. [http://dx.doi.org/10.1145/2025113.2025162 doi:10.1145/2025113.2025162]</ref>。

== 缺點 ==
緊密耦合的系統在開發階段有以下的缺點：

# 一個模組的修改會產生[[漣漪效應]]，其他模組也需隨之修改。
# 由於模組之間的相依性，模組的組合會需要更多的精力及時間。
# 由於一個模組有許多的相依模組，模組的{{link-en|可復用性|reusability}}低。

== 改善方法 ==
{{link-en|機能設計|Functional_design}}是一種可以降低耦合性的方法，此方法以機能性的角度設法限制各模組需負責的事務。在類別'''''A'''''及'''''B'''''之間，若有以下任何一種情形，會提高二者的耦合性：

*'''''A'''''有一個屬性是參考類別'''''B'''''（此屬性的形態為類別'''''B'''''）
*'''''A'''''呼叫物件'''''B'''''提供的服務
*'''''A'''''有一個方法會參考類別'''''B'''''（此方式會傳回一形態為類別'''''B'''''的物件）
*'''''A'''''是類別'''''B'''''的子類別。

鬆散耦合是指二個彼此相關的模組，其中的介面是一個簡單而穩定的介面，且其介面和任一模組內部的實現方式無關（參考[[信息隐藏 (電腦科學)|信息隐藏]]）。

像[[CORBA]]或[[组件对象模型]]等系統，允許一物件在不知道另一物件實現方式的情形下和另一物件互動。這類系統甚至允許一物件和用其他語言撰寫的物件進行互動。

== 耦合性和內聚性 ==
耦合性和[[內聚性 (計算機科學)|內聚性]]二個名詞常一起出現，用來表示一個理想模組需要有的特點，也就是低耦合性及高內聚性。耦合性著重於不同模組之間的相依性，而內聚性著重於一模組中不同功能之間的關聯性。低內聚性表示一個模組中的各機能之間沒什麼關聯，當模組擴充時常常會出現問題。

== 模組的耦合性 ==
以下是一種計算模組耦合性的方法<ref name="Pressman">Pressman, Roger S. Ph.D (1982).  Software Engineering - A Practitioner's Approach - Fourth Edition.  ISBN 0-07-052182-4</ref>：

對於資料和控制流的耦合：

* '''d<sub>i</sub>'''：輸入資料參數的個數
* '''c<sub>i</sub>'''：輸入控制參數的個數
* '''d<sub>o</sub>'''：輸出資料參數的個數
* '''c<sub>o</sub>'''：輸出控制參數的個數

全域耦合：

* '''g<sub>d</sub>'''：用來儲存資料的全域變數
* '''g<sub>c</sub>'''：用來控制的全域變數

環境耦合：

* '''w'''：此模組呼叫的模組個數（[[扇出]]）
* '''r'''：呼叫此模組的模組個數（[[扇入]]）

<math>\mathrm{Coupling}(C) = 1 - \frac{1}{d_{i} + 2\times c_{i} + d_{o} + 2\times c_{o} + g_{d} + 2\times g_{c} + r + w}</math>

若<code>Coupling(C)</code>數值越大，表示模組耦合的情形越嚴重，數值一般會界於0.67（低度耦合）到1.0（高度耦合）之間。

舉例，若一模組只有一個輸入資料參數，一個輸出資料參數：

<math>C = 1 - \frac{1}{1+0+1+0+0+0+1+0} = 1 - \frac{1}{3} = 0.67</math>

若一模組的輸入資料參數、輸入控制參數、輸出資料參數及輸出控制參數都是5個，存取10個全域變數，扇出和扇入的模組個數別是3個及4個：

<math>C = 1 - \frac{1}{5 + 2\times 5 + 5 + 2\times 5 + 10 + 0 + 3 + 4} = 0.98</math>

==相關條目==
*[[相依性地狱]]
*{{link-en|傳出耦合|Efferent coupling}}
*[[内聚力 (計算機科學)]]
*{{link-en|物件導向程式設計用語列表|List of object-oriented programming terms}}
*[[make]]
*[[靜態程序分析]]
*[[控制反转]]
*[[鬆散耦合]]
*[[死碼刪除]]

==參考資料==
{{reflist}}

{{UML}}
[[Category:面向对象的程序设计]]
[[Category:软件架构]]
[[Category:軟體度量]]

[[fr:Dépendance logicielle]]