设计模式六大原则之迪米特法则

JAVA herman 827浏览 0评论
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今天继续讲解设计模式6大原则种的迪米特法则。附上前面已经讲解过的4大原则。《设计模式六大原则之接口隔离原则》、《设计模式六大原则之依赖倒置原则》、《设计模式六大原则之里氏替换原则》、《设计模式六大原则之单一职责原则》。

迪米特法则

定义:一个对象应该对其他对象保持最少的了解。

问题由来:类与类之间的关系越密切,耦合度越大,当一个类发生改变时,对另一个类的影响也越大。

解决方案:尽量降低类与类之间的耦合。

自从我们接触编程开始,就知道了软件编程的总的原则:低耦合,高内聚。无论是面向过程编程还是面向对象编程,只有使各个模块之间的耦合尽量的低,才能提高代码的复用率。低耦合的优点不言而喻,但是怎么样编程才能做到低耦合呢?那正是迪米特法则要去完成的。

迪米特法则又叫最少知道原则,最早是在1987年由美国Northeastern University的Ian Holland提出。通俗的来讲,就是一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说,对于被依赖的类来说,无论逻辑多么复杂,都尽量地的将逻辑封装在类的内部,对外除了提供的public方法,不对外泄漏任何信息。迪米特法则还有一个更简单的定义:只与直接的朋友通信。首先来解释一下什么是直接的朋友:每个对象都会与其他对象有耦合关系,只要两个对象之间有耦合关系,我们就说这两个对象之间是朋友关系。耦合的方式很多,依赖、关联、组合、聚合等。其中,我们称出现成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接的朋友,而出现在局部变量中的类则不是直接的朋友。也就是说,陌生的类最好不要作为局部变量的形式出现在类的内部。

举一个例子:有一个集团公司,下属单位有分公司和直属部门,现在要求打印出所有下属单位的员工ID。先来看一下违反迪米特法则的设计。

//总公司员工
class Employee{
	private String id;
	public void setId(String id){
		this.id = id;
	}
	public String getId(){
		return id;
	}
}
//分公司员工
class SubEmployee{
	private String id;
	public void setId(String id){
		this.id = id;
	}
	public String getId(){
		return id;
	}
}
class SubCompanyManager{
	public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
		List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
		for(int i=0; i<100; i++){
			SubEmployee emp = new SubEmployee();
			//为分公司人员按顺序分配一个ID
			emp.setId("分公司"+i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
}
class CompanyManager{
	public List<Employee> getAllEmployee(){
		List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
		for(int i=0; i<30; i++){
			Employee emp = new Employee();
			//为总公司人员按顺序分配一个ID
			emp.setId("总公司"+i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
	public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
		List<SubEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
		for(SubEmployee e:list1){
			System.out.println(e.getId());
		}
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		for(Employee e:list2){
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}
public class Client{
	public static void main(String[] args){
		CompanyManager e = new CompanyManager();
		e.printAllEmployee(new SubCompanyManager());
	}
} 

现在这个设计的主要问题出在CompanyManager中,根据迪米特法则,只与直接的朋友发生通信,而SubEmployee类并不是CompanyManager类的直接朋友(以局部变量出现的耦合不属于直接朋友),从逻辑上讲总公司只与他的分公司耦合就行了,与分公司的员工并没有任何联系,这样设计显然是增加了不必要的耦合。按照迪米特法则,应该避免类中出现这样非直接朋友关系的耦合。修改后的代码如下:

class SubCompanyManager{
	public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
		List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
		for(int i=0; i<100; i++){
			SubEmployee emp = new SubEmployee();
			//为分公司人员按顺序分配一个ID
			emp.setId("分公司"+i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
	public void printEmployee(){
		List<SubEmployee> list = this.getAllEmployee();
		for(SubEmployee e:list){
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}
class CompanyManager{
	public List<Employee> getAllEmployee(){
		List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
		for(int i=0; i<30; i++){
			Employee emp = new Employee();
			//为总公司人员按顺序分配一个ID
			emp.setId("总公司"+i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
	public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
		sub.printEmployee();
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		for(Employee e:list2){
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}

修改后,为分公司增加了打印人员ID的方法,总公司直接调用来打印,从而避免了与分公司的员工发生耦合。

迪米特法则的初衷是降低类之间的耦合,由于每个类都减少了不必要的依赖,因此的确可以降低耦合关系。但是凡事都有度,虽然可以避免与非直接的类通信,但是要通信,必然会通过一个“中介”来发生联系,例如本例中,总公司就是通过分公司这个“中介”来与分公司的员工发生联系的。过分的使用迪米特原则,会产生大量这样的中介和传递类,导致系统复杂度变大。所以在采用迪米特法则时要反复权衡,既做到结构清晰,又要高内聚低耦合。

迪米特法则的使用案例

下面我们通过一个java界面软件来进一步认识它。下图是未使用迪米特原则的设计方案结构图。

未使用迪米特原则的设计方案结构图

在上图的设计方案中,某些界面控件之间存在复杂的交互关系,一个控件事件的触发将导致多个其他界面控件产生响应,例如,当一个按钮(Button)被单击时,对应的列表框(List)、组合框(ComboBox)、文本框(TextBox)、文本标签(Label)等都将发生改变。由于界面控件之间的交互关系复杂,导致在该窗口中增加新的界面控件时需要修改与之交互的其他控件的源代码,系统扩展性较差,也不便于增加和删除新控件。下面我们用迪米特法则来改造它。

使用迪米特法则改造后的方案

这张图就是使用迪米特法则改造后的结构图。可以通过引入一个专门用于控制界面控件交互的中间类(Mediator)来降低界面控件之间的耦合度。引入中间类之后,界面控件之间不再发生直接引用,而是将请求先转发给中间类,再由中间类来完成对其他控件的调用。当需要增加或删除新的控件时,只需修改中间类即可,无须修改新增控件或已有控件的源代码。

好了关于迪米特法则就到这里了,下章我们学习设计模式的开闭原则。

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