Java 設計模式原則之迪米特法則詳解

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定義

一個對象應該對其他對象保持最少的瞭解。

問題由來

類與類之間的關系越密切，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

盡量降低類與類之間的耦合。

自從我們接觸編程開始，就知道瞭軟件編程的總的原則：低耦合，高內聚。無論是面向過程編程還是面向對象編程，隻有使各個模塊之間的耦合盡量的低，才能提高代碼的復用率。低耦合的優點不言而喻，但是怎麼樣編程才能做到低耦合呢？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，無論邏輯多麼復雜，都盡量地的將邏輯封裝在類的內部，對外除瞭提供的public方法，不對外泄漏任何信息。迪米特法則還有一個更簡單的定義：隻與直接的朋友通信。首先來解釋一下什麼是直接的朋友：每個對象都會與其他對象有耦合關系，隻要兩個對象之間有耦合關系，我們就說這兩個對象之間是朋友關系。耦合的方式很多，依賴、關聯、組合、聚合等。其中，我們稱出現成員變量、方法參數、方法返回值中的類為直接的朋友，而出現在局部變量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局部變量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。

 //總公司員工
class Employee{
	private String id;
	public void setId(String id){
		this.id = id;
	}
	public String getId(){
		return id;
	}
}

//分公司員工
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();
			//為分公司人員按順序分配一個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();
			//為總公司人員按順序分配一個ID
			emp.setId("總公司"+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());
	}
}

現在這個設計的主要問題出在CompanyManager中，根據迪米特法則，隻與直接的朋友發生通信，而SubEmployee類並不是CompanyManager類的直接朋友（以局部變量出現的耦合不屬於直接朋友），從邏輯上講總公司隻與他的分公司耦合就行瞭，與分公司的員工並沒有任何聯系，這樣設計顯然是增加瞭不必要的耦合。按照迪米特法則，應該避免類中出現這樣非直接朋友關系的耦合。修改後的代碼如下:

class SubCompanyManager{
	public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
		List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
		for(int i=0; i<100; i++){
			SubEmployee emp = new SubEmployee();
			//為分公司人員按順序分配一個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();
			//為總公司人員按順序分配一個ID
			emp.setId("總公司"+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());
		}
	}
}

修改後，為分公司增加瞭打印人員ID的方法，總公司直接調用來打印，從而避免瞭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，由於每個類都減少瞭不必要的依賴，因此的確可以降低耦合關系。但是凡事都有度，雖然可以避免與非直接的類通信，但是要通信，必然會通過一個“中介”來發生聯系，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系的。過分的使用迪米特原則，會產生大量這樣的中介和傳遞類，導致系統復雜度變大。所以在采用迪米特法則時要反復權衡，既做到結構清晰，又要高內聚低耦合。

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