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設計模式六大原則(5):迪米特法則

定義:一個物件應該對其他物件保持最少的瞭解。

問題由來:類與類之間的關係越密切,耦合度越大,當一個類發生改變時,對另一個類的影響也越大。

解決方案:儘量降低類與類之間的耦合。

         自從我們接觸程式設計開始,就知道了軟體程式設計的總的原則:低耦合,高內聚。無論是面向過程程式設計還是面向物件程式設計,只有使各個模組之間的耦合儘量的低,才能提高程式碼的複用率。低耦合的優點不言而喻,但是怎麼樣程式設計才能做到低耦合呢?那正是迪米特法則要去完成的。

         迪米特法則又叫最少知道原則,最早是在1987年由美國Northeastern University的Ian Holland提出。通俗的來講,就是一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說,對於被依賴的類來說,無論邏輯多麼複雜,都儘量地的將邏輯封裝在類的內部,對外除了提供的public方法,不對外洩漏任何資訊。迪米特法則還有一個更簡單的定義:只與直接的朋友通訊。

首先來解釋一下什麼是直接的朋友:每個物件都會與其他物件有耦合關係,只要兩個物件之間有耦合關係,我們就說這兩個物件之間是朋友關係。耦合的方式很多,依賴、關聯、組合、聚合等。其中,我們稱出現成員變數、方法引數、方法返回值中的類為直接的朋友,而出現在區域性變數中的類則不是直接的朋友。也就是說,陌生的類最好不要作為區域性變數的形式出現在類的內部。

         舉一個例子:有一個集團公司,下屬單位有分公司和直屬部門,現在要求打印出所有下屬單位的員工ID。先來看一下違反迪米特法則的設計。

  1. //總公司員工
  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. //分公司員工
  12. class SubEmployee{  
  13.     private String id;  
  14.     publicvoid setId(String id){  
  15.         this.id = id;  
  16.     }  
  17.     public String getId(){  
  18.         return id;  
  19.     }  
  20. }  
  21. class
     SubCompanyManager{  
  22.     public List<SubEmployee> getAllEmployee(){  
  23.         List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();  
  24.         for(int i=0; i<100; i++){  
  25.             SubEmployee emp = new SubEmployee();  
  26.             //為分公司人員按順序分配一個ID
  27.             emp.setId("分公司"+i);  
  28.             list.add(emp);  
  29.         }  
  30.         return list;  
  31.     }  
  32. }  
  33. class CompanyManager{  
  34.     public List<Employee> getAllEmployee(){  
  35.         List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();  
  36.         for(int i=0; i<30; i++){  
  37.             Employee emp = new Employee();  
  38.             //為總公司人員按順序分配一個ID
  39.             emp.setId("總公司"+i);  
  40.             list.add(emp);  
  41.         }  
  42.         return list;  
  43.     }  
  44.     publicvoid printAllEmployee(SubCompanyManager sub){  
  45.         List<SubEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();  
  46.         for(SubEmployee e:list1){  
  47.             System.out.println(e.getId());  
  48.         }  
  49.         List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();  
  50.         for(Employee e:list2){  
  51.             System.out.println(e.getId());  
  52.         }  
  53.     }  
  54. }  
  55. publicclass Client{  
  56.     publicstaticvoid main(String[] args){  
  57.         CompanyManager e = new CompanyManager();  
  58.         e.printAllEmployee(new SubCompanyManager());  
  59.     }  
  60. }  

        現在這個設計的主要問題出在CompanyManager中,根據迪米特法則,只與直接的朋友發生通訊,而SubEmployee類並不是CompanyManager類的直接朋友(以區域性變量出現的耦合不屬於直接朋友),從邏輯上講總公司只與他的分公司耦合就行了,與分公司的員工並沒有任何聯絡,這樣設計顯然是增加了不必要的耦合。按照迪米特法則,應該避免類中出現這樣非直接朋友關係的耦合。修改後的程式碼如下:

  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.             //為分公司人員按順序分配一個ID
  7.             emp.setId("分公司"+i);  
  8.             list.add(emp);  
  9.         }  
  10.         return list;  
  11.     }  
  12.     publicvoid printEmployee(){  
  13.         List<SubEmployee> list = this.getAllEmployee();  
  14.         for(SubEmployee e:list){  
  15.             System.out.println(e.getId());  
  16.         }  
  17.     }  
  18. }  
  19. class CompanyManager{  
  20.     public List<Employee> getAllEmployee(){  
  21.         List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();  
  22.         for(int i=0; i<30; i++){  
  23.             Employee emp = new Employee();  
  24.             //為總公司人員按順序分配一個ID
  25.             emp.setId("總公司"+i);  
  26.             list.add(emp);  
  27.         }  
  28.         return list;  
  29.     }  
  30.     publicvoid printAllEmployee(SubCompanyManager sub){  
  31.         sub.printEmployee();  
  32.         List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();  
  33.         for(Employee e:list2){  
  34.             System.out.println(e.getId());  
  35.         }  
  36.     }  
  37. }  

        修改後,為分公司增加了列印人員ID的方法,總公司直接呼叫來列印,從而避免了與分公司的員工發生耦合。

        迪米特法則的初衷是降低類之間的耦合,由於每個類都減少了不必要的依賴,因此的確可以降低耦合關係。但是凡事都有度,雖然可以避免與非直接的類通訊,但是要通訊,必然會通過一個“中介”來發生聯絡,例如本例中,總公司就是通過分公司這個“中介”來與分公司的員工發生聯絡的。過分的使用迪米特原則,會產生大量這樣的中介和傳遞類,導致系統複雜度變大。所以在採用迪米特法則時要反覆權衡,既做到結構清晰,又要高內聚低耦合。