结构化设计是一种面向数据流的设计方法，主要用于软件工程的概要设计阶段

结构化设计是一种面向数据流的设计方法，主要用于软件工程的概要设计阶段。其核心目标是将系统划分为模块，并明确模块之间的层次结构和调用关系。在概要设计阶段，主要任务包括：

1. 体系结构设计：根据需求分析结果，构建系统的整体架构，通常以模块化的形式表现。
2. 模块划分：依据功能独立性原则（如高内聚、低耦合），将系统分解为若干可管理的模块。
3. 接口设计：定义模块之间的数据传递方式和调用机制，确保模块能够正确协作。
4. 调用关系确定：使用结构图（如层次图或SC图）表示模块间的控制关系。

进入详细设计阶段后，则聚焦于每个模块内部的逻辑实现，常用工具包括程序流程图、N-S图、PDL（过程设计语言）等，目的是为编码阶段提供精确指导。

# 示例：一个简单的模块化结构示意（非实际代码，仅为说明）
def main_module():
    # 主控模块，调用子模块
    result1 = input_module()
    result2 = process_module(result1)
    output_module(result2)

def input_module():
    # 输入处理模块
    return "raw_data"

def process_module(data):
    # 数据处理模块
    return f"processed_{data}"

def output_module(data):
    # 输出模块
    print(f"Output: {data}")

高内聚低耦合是软件工程中模块化设计的核心原则之一，用于指导如何合理地划分软件模块，以提高系统的可维护性、可读性和可扩展性。

• 高内聚（High Cohesion）：指一个模块内部各个元素（如函数、数据等）彼此相关且共同完成一个明确的功能。模块只做一件事，并且做得完整。例如，一个“用户登录验证”模块应集中处理与登录相关的所有逻辑，而不混杂注册或权限分配功能。

• 低耦合（Low Coupling）：指模块之间尽可能减少依赖关系，交互仅通过清晰定义的接口进行，避免直接访问对方的内部数据或过多调用。例如，模块A调用模块B时，不应了解模块B的具体实现细节。

在模块划分中的作用：

1. 提升可维护性：当模块功能单一且独立时，修改一个模块不易影响其他部分。
2. 增强可重用性：高内聚的模块功能明确，更容易在不同系统中复用。
3. 降低复杂度：低耦合减少了模块间的相互依赖，使系统结构更清晰，便于理解和测试。
4. 支持并行开发：团队成员可以独立开发和测试不同的模块，提升开发效率。

# 示例：高内聚低耦合的设计
class DataValidator:
    """高内聚：专注于数据校验"""
    @staticmethod
    def validate_email(email):
        return "@" in email and "." in email

    @staticmethod
    def validate_age(age):
        return isinstance(age, int) and 0 < age < 150


class UserRegistration:
    """依赖DataValidator，但不关心其内部实现 —— 低耦合"""
    def __init__(self, validator):
        self.validator = validator

    def register(self, email, age):
        if self.validator.validate_email(email) and self.validator.validate_age(age):
            return {"status": "success", "data": {"email": email, "age": age}}
        else:
            return {"status": "fail", "reason": "invalid input"}