设计模式(6)之七大原则之迪米特原则

一、定义

        迪米特法则（Law of Demeter，LoD）又叫作最少知识原则（Least Knowledge Principle，LKP)，产生于 1987 年美国东北大学（Northeastern University）的一个名为迪米特（Demeter）的研究项目，由伊恩·荷兰（Ian Holland）提出，被 UML 创始者之一的布奇（Booch）普及，后来又因为在经典著作《程序员修炼之道》（The Pragmatic Programmer）提及而广为人知。

•  一个类应该对其他保持最少的理解
• 类与类之间越亲密，耦合度越高
• 迪米特法则又称为：最少知道原则，只要两个对象间存在耦合关系，我们就说这两个对象是朋友关系。耦合的方式有很多，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朋友，而出现在局部变量中的类不是直接朋友。也就是说，陌生的类最好不要以局部变量出现在类的内部。

1.1 迪米特法则的优点

        迪米特法则要求限制软件实体之间通信的宽度和深度，正确使用迪米特法则将有以下两个优点。

1. 降低了类之间的耦合度，提高了模块的相对独立性。
2. 由于亲合度降低，从而提高了类的可复用率和系统的扩展性。

        但是，过度使用迪米特法则会使系统产生大量的中介类，从而增加系统的复杂性，使模块之间的通信效率降低。所以，在釆用迪米特法则时需要反复权衡，确保高内聚和低耦合的同时，保证系统的结构清晰。

1.2 迪米特法则的实现方法

        从迪米特法则的定义和特点可知，它强调以下两点：

•  从依赖者的角度来说，只依赖应该依赖的对象。
• 从被依赖者的角度说，只暴露应该暴露的方法。

        所以，在运用迪米特法则时要注意以下 6 点。

• 在类的划分上，应该创建弱耦合的类。类与类之间的耦合越弱，就越有利于实现可复用的目标。
• 在类的结构设计上，尽量降低类成员的访问权限。
• 在类的设计上，优先考虑将一个类设置成不变类。
• 在对其他类的引用上，将引用其他对象的次数降到最低。
• 不暴露类的属性成员，而应该提供相应的访问器（set 和 get 方法）。
• 谨慎使用序列化（Serializable）功能。

二、应用例子

        有一个学校下属有各个学校和总部，现要求需要打印出学校总部和学院员工的id。

        现在编程实现上面的需求。

//客户端 public class Demeter1 { public static void main(String[] args) { //创建了一个 SchoolManager 对象 SchoolManager schoolManager = new SchoolManager(); //输出学院的员工id 和 学校总部的员工信息 schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager()); } } //学校总部员工类 class Employee { private String id; public void setId(String id) { this.id = id; } public String getId() { return id; } } //学院的员工类 class CollegeEmployee { private String id; public void setId(String id) { this.id = id; } public String getId() { return id; } } //管理学院员工的管理类 class CollegeManager { //返回学院的所有员工 public List 
  
    getAllEmployee() { List 
   
     list = new ArrayList 
    
      (); for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee(); emp.setId("学院员工id= " + i); list.add(emp); } return list; } } //学校管理类 //分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager //CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则 class SchoolManager { //返回学校总部的员工 public List 
     
       getAllEmployee() { List 
      
        list = new ArrayList 
       
         (); for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list Employee emp = new Employee(); emp.setId("学校总部员工id= " + i); list.add(emp); } return list; } //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id) void printAllEmployee(CollegeManager sub) { //分析问题 //1. 这里的 CollegeEmployee 不是 SchoolManager的直接朋友 //2. CollegeEmployee 是以局部变量方式出现在 SchoolManager //3. 违反了 迪米特法则 //获取到学院员工 List 
        
          list1 = sub.getAllEmployee(); System.out.println("------------学院员工------------"); for (CollegeEmployee e : list1) { System.out.println(e.getId()); } //获取到学校总部员工 List 
         
           list2 = this.getAllEmployee(); System.out.println("------------学校总部员工------------"); for (Employee e : list2) { System.out.println(e.getId()); } } } 
          
         
        
       
      
     
    
  

•  前面设计的问题在于SchoolManager中，CollegeEmployee并不是SchoolManager的直接朋友
• 按照迪米特法则，应该避免在类中出现这样非朋友关系的耦合。

        下面按照迪米特法则进行改造。

//客户端 public class Demeter1 { public static void main(String[] args) { System.out.println("~~~使用迪米特法则的改进~~~"); //创建了一个 SchoolManager 对象 SchoolManager schoolManager = new SchoolManager(); //输出学院的员工id 和 学校总部的员工信息 schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager()); } } //学校总部员工类 class Employee { private String id; public void setId(String id) { this.id = id; } public String getId() { return id; } } //学院的员工类 class CollegeEmployee { private String id; public void setId(String id) { this.id = id; } public String getId() { return id; } } //管理学院员工的管理类 class CollegeManager { //返回学院的所有员工 public List 
  
    getAllEmployee() { List 
   
     list = new ArrayList 
    
      (); for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee(); emp.setId("学院员工id= " + i); list.add(emp); } return list; } //输出学院员工的信息 public void printEmployee() { //获取到学院员工 List 
     
       list1 = getAllEmployee(); System.out.println("------------学院员工------------"); for (CollegeEmployee e : list1) { System.out.println(e.getId()); } } } //学校管理类 //分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager //CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则 class SchoolManager { //返回学校总部的员工 public List 
      
        getAllEmployee() { List 
       
         list = new ArrayList 
        
          (); for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list Employee emp = new Employee(); emp.setId("学校总部员工id= " + i); list.add(emp); } return list; } //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id) void printAllEmployee(CollegeManager sub) { //分析问题 //1. 将输出学院的员工方法，封装到CollegeManager sub.printEmployee(); //获取到学校总部员工 List 
         
           list2 = this.getAllEmployee(); System.out.println("------------学校总部员工------------"); for (Employee e : list2) { System.out.println(e.getId()); } } } 
          
         
        
       
      
     
    
  

        2.1迪米特法则注意事项和细节

        1）迪米特法则是降低类之间的偶尔。

        2）但是注意：由于每个类都减少不必要的依赖，因此迪米特法则只要求降低类之间的耦合，并不是要求完全没有依赖。