设计模式 -- 七大原则（六）-- 迪米特法则

1 基本介绍

1. 一个对象应该对其他对象保持最少的了解

2. 类与类关系越密切，耦合度越大

3. 迪米特法则(Demeter Principle)又叫最少知道原则，即一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供的 public 方法，不对外泄露任何信息

4. 迪米特法则还有个更简单的定义：只与直接的朋友通信，其中“朋友”包括当前对象本身、成员对象、创建的对象和方法的参数对象等

5. 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不是直接的朋友。也就是说，陌生的类最好不要以局部变量的形式出现在类的内部。

2 应用实例

有一个学校，下属有各个学院和总部，现要求打印出学校总部员工 ID 和学院员工的 id

2.1 问题程序

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 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)
    // 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
    void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
        // 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());
        }
    }
}

2.2 应用实例改进

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。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 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) 
    // 分析问题
    // 1. 将输出学院的员工方法，封装到 CollegeManager sub.printEmployee();
    void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
        // 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());
        }
    }
}

3 狭义广义区分

• 狭义的迪米特法则：如果两个类不必彼此直接通信，则不应发生直接相互作用。如果需要互相调用，应通过第三者转发。这在一定程度上增加了系统中中介类的数量，可能会降低某些情况下的通信效率。
• 广义的迪米特法则：强调在类的设计上减少对其他类的依赖，例如将类设置为不变类、降低访问权限等。

4 注意事项和细节

1. 核心细节：迪米特法则的核心是降低类之间的耦合
2. 由于每个类都减少了不必要的依赖，因此迪米特法则只是要求降低类间(对象间)耦合关系 ,并不是要求完全没有依赖关系
3. 过度使用：过度使用迪米特法则可能导致系统中存在大量中介类，增加系统复杂度，并降低模块间的通信效率。因此，需要在简化设计和提升效率之间找到平衡。
4. 局部设计简化：遵循迪米特法则可以使局部设计简化，但也可能使整体系统的设计变得复杂。

5 总结

        总之，迪米特法则通过减少类与类之间的直接依赖关系，提高了代码的可维护性、可重用性、可扩展性和可测试性，从而有助于提升软件开发的效率和质量。在实际编程中，深刻理解并灵活应用这一法则，将能够构建出更加松耦合、高内聚、易于维护和扩展的软件系统。