【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则

(一)实验原理
1、迪米特法则:不要和“陌生人”说话。或只与你的直接朋友通信。 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。
2、开闭原则:一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。
(二)实验内容
1、在某图形库API中提供了多种矢量图模板,用户可以基于这些矢量图创建不同的显示图形,图形库设计人员设计的初始类图如下图所示。
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第1张图片
在该图形库中,每个图形类的init()方法用于初始化所创建的图形,setColor()方法用于给图形设置边框颜色,fill()方法用于给图形设置填充颜色,setSize()方法用于设置图形的大小,display()方法用于显示图形。客户类(Client)在使用该图形库时发现存在如下问题:
①由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形,因此在更换图形时需要修改客户类源代码;
②在图形库中增加并使用新的图形时需要修改客户类源代码;
③客户类在每次使用图形对象之前需要先创建图形对象,有些图形的创建过程较为复杂,导致客户类代码冗长且难以维护。
现需要根据面向对象设计原则对系统进行重构,画类图。需求如下:
①隔离图形的创建和使用,将图形的创建过程封装在专门的类中,客户类在使用时无须直接创建图形对象,甚至不需要关心具体图形类类名。
②客户类能够方便地更换图形或使用新增图形,无须针对具体图形类编程,符合开闭原则。

重构后类图如下:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第2张图片
1) 建立一个用于创建图形的专门类:

//伪代码描述class ShapeCreator{
     public static Shape CreateShape(String shapeName){
           if ( shapeName == “Circle” )
                   return new Circle()
	   if( shapeName == “Triangle”)
                   return new Triangle()
            //以此类推
            }
            }
            这样做了以后,你的实际程序在创建图形的时候,只需要做以下工作:
            class Client{       
            //伪代码描述        
            ShapeCreator sc = new ShapeCreator();        
            //在需要使用圆形的时候        
            Shape s = sc.CreateShape(“Circle”)        
            //使用s,根据多态特性,它就是圆形}

2、体育老师让体委清点全班女生人数,类图如下:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第3张图片
代码如下:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第4张图片【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第5张图片
老师不应该执行任何与女学生相关的操作,显然违反了迪米特法则。重新设计类图,编码实现,符合迪米塔法则。

重构后类图如下:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第6张图片
重构后代码如下:
Teacher:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第7张图片
GroupLeader:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第8张图片
Girl:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第9张图片
Client:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第10张图片
运行结果:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第11张图片

3、在某绘图软件中提供了多种大小不同的画笔(pen),并且可以给画笔指定不同颜色,某设计人员针对画笔的结构设计了如下图所示的类图。
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第12张图片
通过仔细分析,设计人员发现该类图存在非常严重的问题,如果需要增加一种新的大小的笔或者增加一种新的颜色,都需要增加很多子类,如增加一种绿色,则对应每一种大学的笔都需要增加一只绿色笔,系统中类的个数急剧增加。试根据依赖倒转原则和合成复用原则对该设计方案进行重构,使得增加新的大小的笔和增加新的颜色都比较方便。
重构后类图如下:
【实验】软件设计原则,迪米特法则与开闭原则_第13张图片

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