六大設(shè)計原則之迪米特法則

1987年秋天,迪米特法則由美國Northeastern University的Ian Holland提出咐蚯,被UML的創(chuàng)始者之一Booch等人普及童漩。后來春锋,因為經(jīng)典著作The Pragmatic Programmer而廣為人知。

迪米特法則(Law of Demeter期奔,LoD)又稱為最少知識原則(Least KnowledgePrinciple侧馅,LKP)呐萌,是指一個對象類對于其他對象類來說施禾,知道得越少越好搁胆。也就是說弥搞,兩個類之間不要有過多的耦合關(guān)系渠旁,保持最少關(guān)聯(lián)性攀例。

迪米特法則有一句經(jīng)典語錄:只和朋友通信顾腊,不和陌生人說話粤铭。也就是說杂靶,有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的類要內(nèi)聚梆惯,沒有直接關(guān)系的類要低耦合

就像家里的水管裝修垛吗,有洗衣機地漏、衛(wèi)生間地漏怯屉、廚房地漏蔚舀,但它們最終都匯到同一個污水處理系統(tǒng)里锨络。在平常使用時赌躺,我們不會考慮這些水管是怎么關(guān)聯(lián)流向的羡儿,只需要考慮最上層的使用即可。

設(shè)計模式中的門面模式(Facade)和中介模式(Mediator)掠归,都是迪米特法則應(yīng)用的例子

迪米特法則要求限制軟件實體之間通信的寬度和深度缅叠,正確使用迪米特法則將有以下兩個優(yōu)點拂到。

  • 降低了類之間的耦合度码泞,提高了模塊的相對獨立性兄旬。
  • 由于親合度降低余寥,從而提高了類的可復(fù)用率和系統(tǒng)的擴展性

從迪米特法則的定義和特點可知领铐,它強調(diào)以下兩點:

  • 從依賴者的角度來說,只依賴應(yīng)該依賴的對象宋舷。
  • 從被依賴者的角度說祝蝠,只暴露應(yīng)該暴露的方法。

廣義的迪米特法則在類的設(shè)計上的體現(xiàn):

  • 優(yōu)先考慮將一個類設(shè)置成不變類细溅。
  • 盡量降低一個類的訪問權(quán)限儡嘶。
  • 謹(jǐn)慎使用Serializable蹦狂。
  • 盡量降低成員的訪問權(quán)限朋贬。

這里用模擬學(xué)生锦募、老師、校長之間關(guān)系的例子來說明迪米特法則來舉例:
老師需要負(fù)責(zé)具體某一個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,而校長會關(guān)心老師所在班級的總體成績党远。
違背原則的方案:
學(xué)生類:

public class Student {

    private String name;
    private int rank;
    private double grade;

    public Student(String name,int rank,double grade){
        this.name = name;
        this.rank = rank;
        this.grade = grade;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getRank() {
        return rank;
    }

    public void setRank(int rank) {
        this.rank = rank;
    }

    public double getGrade() {
        return grade;
    }

    public void setGrade(double grade) {
        this.grade = grade;
    }
}

老師類:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Teacher {

    private String name; //老師姓名
    private String clazz; //班級
    private static List<Student> studentList;

    public Teacher(String name,String clazz){
        this.name = name;
        this.clazz = clazz;
    }

    static {
        studentList = new ArrayList<>();
        studentList.add(new Student("小明",20,530));
        studentList.add(new Student("小花",10,590));
        studentList.add(new Student("小月",5,680));
        studentList.add(new Student("小凱",1,700));
    }

    public static List<Student> getStudentList(){
        return studentList;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getClazz() {
        return clazz;
    }
}

校長類:

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Principal {

    private Teacher teacher = new Teacher("李國華","2年級1班");

    public Map<String,Object> queryClazzInfo(String clazzId){
        int stuCount = clazzStuCount();
        double totalScore = clazzTotalScore();
        double avgScore = clazzAverageScore();

        Map<String,Object> info = new HashMap<>();
        info.put("班級",teacher.getClazz());
        info.put("老師姓名",teacher.getName());
        info.put("學(xué)生人數(shù)",stuCount);
        info.put("總分",totalScore);
        info.put("平均分",avgScore);
        return info;
    }

    private int clazzStuCount() {
        return teacher.getStudentList().size();
    }

    private double clazzAverageScore() {
        return clazzTotalScore() / clazzStuCount();
    }

    private double clazzTotalScore() {
        return teacher.getStudentList().stream().mapToDouble(Student::getGrade).sum();
    }

}

校長想知道一個班級的總分和平均分沟娱,是應(yīng)該找老師要济似,還是跟每一個學(xué)生要再進(jìn)行統(tǒng)計呢?顯然是應(yīng)該找具體的班主任老師蓖扑。我們在實際開發(fā)時台舱,容易忽略這樣的真實情況
迪米特法則改造方案:
老師類

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Teacher {

    private String name; //老師姓名
    private String clazz; //班級
    private static List<Student> studentList;

    public Teacher(String name,String clazz){
        this.name = name;
        this.clazz = clazz;
    }

    static {
        studentList = new ArrayList<>();
        studentList.add(new Student("小明",20,530));
        studentList.add(new Student("小花",10,590));
        studentList.add(new Student("小月",5,680));
        studentList.add(new Student("小凱",1,700));
    }

    public static List<Student> getStudentList(){
        return studentList;
    }

    public int clazzStuCount() {
        return this.getStudentList().size();
    }

    public double clazzAverageScore() {
        return clazzTotalScore() / clazzStuCount();
    }

    public double clazzTotalScore() {
        return this.getStudentList().stream().mapToDouble(Student::getGrade).sum();
    }


    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getClazz() {
        return clazz;
    }
}

校長類:

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Principal {

    private Teacher teacher = new Teacher("李國華","2年級1班");
    public Map<String,Object> queryClazzInfo(String clazzId){
        int stuCount = teacher.clazzStuCount();
        double totalScore = teacher.clazzTotalScore();
        double avgScore = teacher.clazzAverageScore();

        Map<String,Object> info = new HashMap<>();
        info.put("班級",teacher.getClazz());
        info.put("老師姓名",teacher.getName());
        info.put("學(xué)生人數(shù)",stuCount);
        info.put("總分",totalScore);
        info.put("平均分",avgScore);
        return info;
    }
}

校長類直接調(diào)用老師類的接口柜去,并獲取相應(yīng)的信息拆宛。這樣一來,整個功能邏輯就非常清晰了股耽。

在運用迪米特法則時要注意以下 6 點

  • 在類的劃分上钳幅,應(yīng)該創(chuàng)建弱耦合的類贡这。類與類之間的耦合越弱,就越有利于實現(xiàn)可復(fù)用的目標(biāo)。
  • 在類的結(jié)構(gòu)設(shè)計上丽惭,盡量降低類成員的訪問權(quán)限。
  • 在類的設(shè)計上柜砾,優(yōu)先考慮將一個類設(shè)置成不變類换衬。
  • 在對其他類的引用上瞳浦,將引用其他對象的次數(shù)降到最低。
  • 不暴露類的屬性成員叫潦,而應(yīng)該提供相應(yīng)的訪問器(set 和 get 方法)。
  • 謹(jǐn)慎使用序列化(Serializable)功能短蜕。

缺點
迪米特法則是一種面向?qū)ο笙到y(tǒng)設(shè)計風(fēng)格的一種法則傻咖,尤其適合做大型復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)原則。但是也會造成系統(tǒng)的不同模塊之間的通信效率降低警检,使系統(tǒng)的不同模塊之間不容易協(xié)調(diào)等缺點解滓。

同時筝家,因為迪米特法則要求類與類之間盡量不直接通信邻辉,如果類之間需要通信就通過第三方轉(zhuǎn)發(fā)的方式值骇,這就直接導(dǎo)致了系統(tǒng)中存在大量的中介類,這些類存在的唯一原因是為了傳遞類與類之間的相互調(diào)用關(guān)系道伟,這就毫無疑問的增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。解決這個問題的方式是:使用依賴倒轉(zhuǎn)原則祝懂,這樣就可以使調(diào)用方和被調(diào)用方之間有了一個抽象層拘鞋,被調(diào)用方在遵循抽象層的前提下就可以自由的變化盆色,此時抽象層成了調(diào)用方的朋友。

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