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基于加权类网络的面向对象软件系统耦合度分析

覃叶宜  李兵  潘伟丰  周晓燕  
【摘要】:模块独立性是软件设计的重要原则。具有良好独立性的模块划分,系统可靠性强,易于理解和维护。模块独立性反映了软件的质量,因此,分析软件的模块独立性对评价软件质量具有重要作用。软件工程使用内聚度和耦合度评价模块独立性,高内聚和低耦合是系统设计遵守的基本原则和所追求的目标。在面向对象软件系统中,类是最小的模块,本文提出一种基于加权类网络计算面向对象软件系统耦合度的方法。首先,将面向对象软件系统抽象为加权类网络。其中,节点表示类(接口作为类处理),边表示类之间的关系,边的权为两个类之间关系出现的次数。构建加权类网络时,我们首先构建了属性方法网络。在属性方法网络中,节点表示类的成员变量和方法,边表示方法对成员变量的操作关系及方法间的调用关系。然后从属性方法网络中抽取出加权类网络。属性方法网络反映了软件系统内部的交互细节,因而从中提取出的加权类网络与只简单考虑两个类是否有关系而构建的类网络不同,它能更好体现软件系统的特点。然后,根据所建立的加权类网络模型来计算系统的耦合度。在加权类网络中,连接每两个类的边的权值是这两个类之间关系出现的次数,我们用它来表示这两个类之间的耦合程度。因此,可以计算一个加权类网络所有边的平均权值来表示其对应的软件系统的耦合度。按照所提出的耦合度计算方法,我们选取了5个不同规模的面向对象软件系统进行实例分析。每一个软件系统都计算其多个连续版本的耦合度,以发现系统演化过程耦合度的变化规律。结果显示,尽管规模不同,但其中4个系统的耦合度都在2-3之间,只有一个系统的耦合度在4-6之间;另外,每个系统在演化过程中其耦合度并没有某种一致的变化趋势,在某一个阶段是增大的,而在另一个阶段又是减小的,或者在某一个值左右波动。实例分析结果说明,耦合度与软件的规模无关,软件系统并不会因为规模的增长导致内部交互变得复杂混乱。软件开发最初都有设计阶段,如果系统经过更改或者扩充后仍保持一定的耦合度,说明原有的设计拥有良好独立性的模块划分。另外,我们认为在软件网络中讨论"加速连接"是不适合的。因为软件网络的"加速连接"会使系统的耦合度呈增长趋势,而实例分析结果并非如此。

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