设计模式原则之迪米特法则(最少知道原则)

一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。

也就是说一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。这样,当一个模块修改时,就会尽量少的影响其他的模块,扩展会相对容易,这是对软件实体之间通信的限制,它要求限制软件实体之间通信的宽度和深度。

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。

//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。

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