17、模块化编程的评估与实践

模块化编程的评估与实践

1. 模块化编程概述

模块化编程的核心思想是将程序构建为一组可组合的构建块，以此形成解决方案。确定构建块的策略多种多样，构建块可以是常用函数（子程序库）、不同的计算阶段（基于流程图中的模块）、不同的系统状态（基于状态图中的模块）、具有相应访问方法的对象、控制循环、系统中可能发生变化的部分，甚至可以是负责实现系统特定部分的程序员。

由此可见，最佳的模块化方法取决于具体情况。仅仅将程序随意拆分成小块并不一定有益，关键在于这些小块是否合理。从宏观层面看，如何将系统拆分为模块属于架构设计问题。部分模块应与软件架构中的模块相对应，而在更精细的层面上，其他模块应有助于使设计更加清晰。

一个具有良好模块化的程序通常应具备以下特性：中小规模、高内聚、低耦合、良好的信息隐藏、良好的可组合性以及适度的复杂度。接下来，我们将逐一探讨这些特性。

2. 模块特性评估

2.1 小规模

在一定范围内，模块规模越小越好。但在大多数编程语言中，将整个程序拆分为单行子程序并非明智之举，因为每个编程块的规模过小，无法在单个模块中包含一组相关操作。不过，像 APL 和 Forth 等语言是个例外，这些语言的符号表示相对紧凑，允许在一行代码中执行多个不同操作，并且能够在不明确给出参数列表的情况下在函数之间传递参数。

对于用 C 或 C++ 编写的嵌入式系统，模块规模应合理分布。一些小型辅助函数或方法可能只有几行代码，许多过程的长度可能在半页到一页之间，最复杂的模块也应控制在两页以内。如果一个模块的打印篇幅超过两页（约 120 行代码，包括注释），则可能过长，需要重新设计为更小的块。

模块长度