迪米特法则 痛定思痛。 2022-09-19 00:17 127阅读 0赞 迪米特法则(Law of Demeter,LoD)也称为最少知识原则(Least KnowLedge Principle, LKP),虽然名字不同,但描述的是同一个规则:一个对象应该对其他对象有最少的了解。通俗地讲,一个类应该对自己需要耦合或者调用的类知道得最少,你(被耦合或调用的类)的内部是如何复杂都和我没关系,那是你的事情,我就知道你提供了这么多的public方法,我就调用这么多,其他的我一概不关心。 迪米特法则对类的低耦合提供了明确的要求,其包含以下四层含义: #### 1、只和朋友交流 #### 迪米特法则还有一个英文解释:Only talk to your immedate friends(只与直接的朋友通信)。什么叫直接的朋友呢?每个对象都必然会与其他对象有耦合关系,两个对象直接的耦合就成为朋友关系,这种关系的类型有很多,例如组合、聚合、依赖等。下面举例介绍说明如何才能做到只与直接的朋友交流。 例如,老是想让体育委员确认以下女生人数,我们来看怎么用程序来实现,类图如图: [![image][]][image 1]Teacher类的commond方法负责发送命令给体育委员,命令他清点女生,其实现过程如下: [![image][image 2]][image_image 2] 老师只有一个commond方法,先定义出所有的女生,然后发命令给体育委员,去清点以下女生的数量。体育委员GroupLeader的实现过程如下: [![image][image 3]][image_image 3]老师类和体育委员类都对女生类产生了依赖,而且女生类不需要执行任何动作,因此定义一个空类,如图: [![image][image 4]][image_image 4] 故事中的三个角色都有了,在定义一个场景来描述这个故事,实现过程如下: [![image][image 5]][image_image 5]运行结果: [![image][image 6]][image_image 6]体育委员按照老师的要求对女生进行了清点,并得出了数量。我们回过头来思考一下这个程序有什么问题,首先确定Teacher有几个朋友类,他仅有一个朋友类:GroupLeader。为什么Girl不是朋友类呢?Teacher也对他产生了依赖关系啊!朋友类的定义是这样的:出现在成员变量,方法的输入输出中的类称为成员朋友类。迪米特法则告诉我们一个类只和朋友类交流,但是我们刚刚定义的commond方法却与Girl类有了交流,声明了一个List动态数组,也就是与一个陌生的类Girl有了交流,这样就破坏了Teacher的健壮性。方法是类的一个行为,类竟然不知道与其他类产生了依赖关系,这是不允许的,严重违反了迪米特法则。 可以这样子修改,在类图中去掉Teacher对Girl类的依赖关系,修改后的Teacher类如下: [![image][image 7]][image_image 7] 修改后的体育委员类: [![image][image 8]][image_image 8]修改后的场景类: [![image][image 9]][image_image 9]把Teacher中对List的初始化移动到了场景类中,同时在GroupLeader中增加了对Girl的注入,避开了Teacher类对陌生类Girl的访问,降低了系统间的耦合,提高了系统的健壮性。 注意:一个类只和朋友交流,不与陌生类交流,类与类之间的关系是建立在类间的,而不是方法间,因此一个方法尽量不引入一个类中不存在的对象,当然JDK API提供的类除外。 #### 2、朋友间也是有距离的 #### 朋友间是有距离的,太远关系逐渐疏远,最终形成陌路;太近就互相刺伤,必须保持一个合适的距离。迪米特法则就是对这个距离的描述,即使是朋友类之间也不能无话不说,无所不知。 例如,我们在安装软时,经常有一个导向动作,第一步是确认是否安装,第二步是确认License,然后再选择安装目录;这是一个典型的顺序执行动作,具体到程序中就是:调用一个或者多个类,先执行第一个方法,然后是第二个方法,根据返回结果再来看是否调用第三个方法,其类图如下: [![image][image 10]][image_image 10] 很简单的类图,实现软件安装的过程,其中first方法定义第一步做什么,second方法定义第二步做什么,其实现过程如下: [![image][image 11]][image_image 11]InstallSoftware类: [![image][image 12]][image_image 12]程序虽然简单,隐藏的问题可不简单,思考一下程序有什么问题。Wizard类把太多的方法暴露给InstallSoftware类,两者的朋友关系太紧密了,耦合关系变得异常牢固。如果要将Wizard类中的first方法返回值的类型由int改为boolean,就需要修改InstallSoftware类,从而把修改变更的风险扩散开来。因此这样的耦合是极度不合适的,我们需要重新对设计进行重构,重构后的类图如下: [![image][image 13]][image_image 13] 在Wizard类方法中增加一个installWizard方法,对安装过程进行封装,同时把原有的三个public方法修改为private方法,如下所示: [![image][image 14]][image_image 14] 修改后的InstallSoftware类: [![image][image 15]][image_image 15]通过这样的重构后,Wizard类对外只公布了一个public方法,即使要修改first的返回值,影响的也只是Wizard本身,其他类不受影响,这显示了类的高内聚特性。 注意:迪米特法则要求类“羞涩”一点,尽量不要对外公布太多的public方法和非静态的public变量,尽量内敛,多使用private、protected等访问权限。 #### 3、是自己的就是自己的 #### 在实际应用中经常出现这样一个方法,放在本类中也可以,放在其他类中也没错,那怎么去衡量呢?你可以坚持这样一个原则:如果一个方法放在本类中,即不增加类间关系,也不对本类产生负面影响,就放置在本类中。 总结:迪米特法则的核心观念就是类间解耦,弱耦合,只有弱耦合了以后,类的复用率才能提高。其要求的结果就是产生了大量的中转或跳转类,导致系统的复杂性提高,同时也为维护带来了难度。 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。 **\[java\]** [view plain][] [copy][view plain] 1. //总公司员工 2. **class** Employee\{ 3. **private** String id; 4. **public****void** setId(String id)\{ 5. **this**.id = id; 6. \} 7. **public** String getId()\{ 8. **return** id; 9. \} 10. \} 11. 12. //分公司员工 13. **class** SubEmployee\{ 14. **private** String id; 15. **public****void** setId(String id)\{ 16. **this**.id = id; 17. \} 18. **public** String getId()\{ 19. **return** id; 20. \} 21. \} 22. 23. **class** SubCompanyManager\{ 24. **public** List<SubEmployee> getAllEmployee()\{ 25. List<SubEmployee> list = **new** ArrayList<SubEmployee>(); 26. **for**(**int** i=0; i<100; i++)\{ 27. SubEmployee emp = **new** SubEmployee(); 28. //为分公司人员按顺序分配一个ID 29. emp.setId("分公司"\+i); 30. list.add(emp); 31. \} 32. **return** list; 33. \} 34. \} 35. 36. **class** CompanyManager\{ 37. 38. **public** List<Employee> getAllEmployee()\{ 39. List<Employee> list = **new** ArrayList<Employee>(); 40. **for**(**int** i=0; i<30; i++)\{ 41. Employee emp = **new** Employee(); 42. //为总公司人员按顺序分配一个ID 43. emp.setId("总公司"\+i); 44. list.add(emp); 45. \} 46. **return** list; 47. \} 48. 49. **public****void** printAllEmployee(SubCompanyManager sub)\{ 50. List<SubEmployee> list1 = sub.getAllEmployee(); 51. **for**(SubEmployee e:list1)\{ 52. System.out.println(e.getId()); 53. \} 54. 55. List<Employee> list2 = **this**.getAllEmployee(); 56. **for**(Employee e:list2)\{ 57. System.out.println(e.getId()); 58. \} 59. \} 60. \} 61. 62. **public****class** Client\{ 63. **public****static****void** main(String\[\] args)\{ 64. CompanyManager e = **new** CompanyManager(); 65. e.printAllEmployee(**new** SubCompanyManager()); 66. \} 67. \} 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: **\[java\]** [view plain][] [copy][view plain] 1. **class** SubCompanyManager\{ 2. **public** List<SubEmployee> getAllEmployee()\{ 3. List<SubEmployee> list = **new** ArrayList<SubEmployee>(); 4. **for**(**int** i=0; i<100; i++)\{ 5. SubEmployee emp = **new** SubEmployee(); 6. //为分公司人员按顺序分配一个ID 7. emp.setId("分公司"\+i); 8. list.add(emp); 9. \} 10. **return** list; 11. \} 12. **public****void** printEmployee()\{ 13. List<SubEmployee> list = **this**.getAllEmployee(); 14. **for**(SubEmployee e:list)\{ 15. System.out.println(e.getId()); 16. \} 17. \} 18. \} 19. 20. **class** CompanyManager\{ 21. **public** List<Employee> getAllEmployee()\{ 22. List<Employee> list = **new** ArrayList<Employee>(); 23. **for**(**int** i=0; i<30; i++)\{ 24. Employee emp = **new** Employee(); 25. //为总公司人员按顺序分配一个ID 26. emp.setId("总公司"\+i); 27. list.add(emp); 28. \} 29. **return** list; 30. \} 31. 32. **public****void** printAllEmployee(SubCompanyManager sub)\{ 33. sub.printEmployee(); 34. List<Employee> list2 = **this**.getAllEmployee(); 35. **for**(Employee e:list2)\{ 36. System.out.println(e.getId()); 37. \} 38. \} 39. \} 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。 [image]: /images/20220828/bb8757c6f5344ead98d2b16aec405276.png [image 1]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_13050216726467.gif [image 2]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021676qgMU.gif [image_image 2]: /images/20220828/e1d536a847e446ae9801fa50e3823a15.png [image 3]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_13050216771ktR.gif [image_image 3]: /images/20220828/30cb306e88fd45d08f2a99a5af989d5f.png [image 4]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021678K6ev.gif [image_image 4]: /images/20220828/a44b2deb834c414695bb437837193d2d.png [image 5]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021681RGop.gif [image_image 5]: /images/20220828/6b9be70793fe49f98f929a8d88d5f537.png [image 6]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021681IY6y.gif [image_image 6]: /images/20220828/52337dafc3ab48c7b8c28dfc9a90adcb.png [image 7]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_13050216822t0t.gif [image_image 7]: /images/20220828/04d3e54b8f804850baf75373445447f2.png [image 8]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021683O1fN.gif [image_image 8]: /images/20220828/b2cd6af4ee99458f8f89422105b3dfdf.png [image 9]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021684cR13.gif [image_image 9]: /images/20220828/191b2929291f48e3bfed5561ec87e4bd.png [image 10]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021685Taat.gif [image_image 10]: /images/20220828/f72598937f734133b77e9e9ce6a40c76.png [image 11]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021686MMmg.gif [image_image 11]: /images/20220828/0475535df5ef47ddbcff7d1f38ef0046.png [image 12]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021686p4qA.gif [image_image 12]: /images/20220828/51f593ddbce5416ea4da721088b4569a.png [image 13]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021687EaZN.gif [image_image 13]: /images/20220828/6a92f7fc17464da28bcc8bdb3de9c59f.png [image 14]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_13050216882du6.gif [image_image 14]: /images/20220828/61a0255fd244482ebc7e4a452dd5cd6a.png [image 15]: http://hi.csdn.net/attachment/201105/10/0_1305021689zAew.gif [image_image 15]: /images/20220828/27245f3a50564fd1b33a85327e691471.png [view plain]: http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7296930#
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