1987年秋天,迪米特法则由美国Northeastern University的Ian Holland提出,被UML的创始者之一Booch等人普及。后来,因为经典著作The Pragmatic Programmer而广为人知。
迪米特法则(Law of Demeter,LoD)又称为最少知识原则(Least KnowledgePrinciple,LKP),是指一个对象类对于其他对象类来说,知道得越少越好。也就是说,两个类之间不要有过多的耦合关系,保持最少关联性。
迪米特法则有一句经典语录:只和朋友通信,不和陌生人说话。也就是说,有内在关联的类要内聚,没有直接关系的类要低耦合。
就像家里的水管装修,有洗衣机地漏、卫生间地漏、厨房地漏,但它们最终都汇到同一个污水处理系统里。在平常使用时,我们不会考虑这些水管是怎么关联流向的,只需要考虑最上层的使用即可。
设计模式中的门面模式(Facade)和中介模式(Mediator),都是迪米特法则应用的例子
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。
- 降低了类之间的耦合度,提高了模块的相对独立性。
- 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
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。
广义的迪米特法则在类的设计上的体现:
- 优先考虑将一个类设置成不变类。
- 尽量降低一个类的访问权限。
- 谨慎使用Serializable。
- 尽量降低成员的访问权限。
这里用模拟学生、老师、校长之间关系的例子来说明迪米特法则来举例:
老师需要负责具体某一个学生的学习情况,而校长会关心老师所在班级的总体成绩。
违背原则的方案:
学生类:
public class Student {
private String name;
private int rank;
private double grade;
public Student(String name,int rank,double grade){
this.name = name;
this.rank = rank;
this.grade = grade;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getRank() {
return rank;
}
public void setRank(int rank) {
this.rank = rank;
}
public double getGrade() {
return grade;
}
public void setGrade(double grade) {
this.grade = grade;
}
}
老师类:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Teacher {
private String name; //老师姓名
private String clazz; //班级
private static List<Student> studentList;
public Teacher(String name,String clazz){
this.name = name;
this.clazz = clazz;
}
static {
studentList = new ArrayList<>();
studentList.add(new Student("小明",20,530));
studentList.add(new Student("小花",10,590));
studentList.add(new Student("小月",5,680));
studentList.add(new Student("小凯",1,700));
}
public static List<Student> getStudentList(){
return studentList;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getClazz() {
return clazz;
}
}
校长类:
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Principal {
private Teacher teacher = new Teacher("李国华","2年级1班");
public Map<String,Object> queryClazzInfo(String clazzId){
int stuCount = clazzStuCount();
double totalScore = clazzTotalScore();
double avgScore = clazzAverageScore();
Map<String,Object> info = new HashMap<>();
info.put("班级",teacher.getClazz());
info.put("老师姓名",teacher.getName());
info.put("学生人数",stuCount);
info.put("总分",totalScore);
info.put("平均分",avgScore);
return info;
}
private int clazzStuCount() {
return teacher.getStudentList().size();
}
private double clazzAverageScore() {
return clazzTotalScore() / clazzStuCount();
}
private double clazzTotalScore() {
return teacher.getStudentList().stream().mapToDouble(Student::getGrade).sum();
}
}
校长想知道一个班级的总分和平均分,是应该找老师要,还是跟每一个学生要再进行统计呢?显然是应该找具体的班主任老师。我们在实际开发时,容易忽略这样的真实情况
迪米特法则改造方案:
老师类
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Teacher {
private String name; //老师姓名
private String clazz; //班级
private static List<Student> studentList;
public Teacher(String name,String clazz){
this.name = name;
this.clazz = clazz;
}
static {
studentList = new ArrayList<>();
studentList.add(new Student("小明",20,530));
studentList.add(new Student("小花",10,590));
studentList.add(new Student("小月",5,680));
studentList.add(new Student("小凯",1,700));
}
public static List<Student> getStudentList(){
return studentList;
}
public int clazzStuCount() {
return this.getStudentList().size();
}
public double clazzAverageScore() {
return clazzTotalScore() / clazzStuCount();
}
public double clazzTotalScore() {
return this.getStudentList().stream().mapToDouble(Student::getGrade).sum();
}
public String getName() {
return name;
}
public String getClazz() {
return clazz;
}
}
校长类:
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Principal {
private Teacher teacher = new Teacher("李国华","2年级1班");
public Map<String,Object> queryClazzInfo(String clazzId){
int stuCount = teacher.clazzStuCount();
double totalScore = teacher.clazzTotalScore();
double avgScore = teacher.clazzAverageScore();
Map<String,Object> info = new HashMap<>();
info.put("班级",teacher.getClazz());
info.put("老师姓名",teacher.getName());
info.put("学生人数",stuCount);
info.put("总分",totalScore);
info.put("平均分",avgScore);
return info;
}
}
校长类直接调用老师类的接口,并获取相应的信息。这样一来,整个功能逻辑就非常清晰了。
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。
缺点
迪米特法则是一种面向对象系统设计风格的一种法则,尤其适合做大型复杂系统设计指导原则。但是也会造成系统的不同模块之间的通信效率降低,使系统的不同模块之间不容易协调等缺点。
同时,因为迪米特法则要求类与类之间尽量不直接通信,如果类之间需要通信就通过第三方转发的方式,这就直接导致了系统中存在大量的中介类,这些类存在的唯一原因是为了传递类与类之间的相互调用关系,这就毫无疑问的增加了系统的复杂度。解决这个问题的方式是:使用依赖倒转原则,这样就可以使调用方和被调用方之间有了一个抽象层,被调用方在遵循抽象层的前提下就可以自由的变化,此时抽象层成了调用方的朋友。