【6大设计原则】迪米特法则：解密软件设计中的“最少知识原则”
引言
在软件设计中，设计原则是指导我们构建高质量、可维护系统的基石。迪米特法则（Law of Demeter，LoD），也被称为“最少知识原则”，是六大设计原则之一。它强调对象之间的松耦合，确保系统的各个部分之间的依赖关系尽可能少，从而提高系统的灵活性和可维护性。本文将深入探讨迪米特法则的核心思想、应用场景以及如何在实际开发中有效运用这一原则。
迪米特法则的核心思想
迪米特法则的核心思想可以用一句话概括：一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。具体来说，一个对象应当只与其直接的朋友通信，而不应当与朋友的朋友通信。这里的“朋友”通常指的是对象的成员变量、方法参数或返回值。
迪米特法则的定义
迪米特法则可以进一步细化为以下几点：
-
只与直接的朋友通信：一个对象的方法只能调用以下几种对象的方法：
- 该对象本身
- 作为方法参数传入的对象
- 该对象的成员变量
- 该方法创建的局部对象
-
避免与“陌生人”通信：一个对象不应调用由另一个对象的方法返回的对象的方法。
迪米特法则的优点
- 降低耦合度：通过限制对象之间的通信，迪米特法则减少了对象之间的依赖关系，使得系统更容易维护和扩展。
- 提高模块化：遵循迪米特法则可以使系统中的各个模块更加独立，从而提高系统的模块化程度。
- 增强可测试性：松耦合的系统更容易进行单元测试，因为每个模块都可以独立测试。
迪米特法则的应用场景
场景一：避免链式调用
链式调用是指通过多个对象的方法调用链来完成一个操作。例如：
customer.getOrder().getOrderItem().getProduct().getName();
在这个例子中，customer对象通过链式调用获取product的名称。这种调用方式违反了迪米特法则，因为它要求customer对象了解order、orderItem和product的内部结构。
改进方案：
可以通过在customer对象中添加一个方法来封装链式调用：
public String getProductName() {
return this.order.getOrderItem().getProduct().getName();
}
这样，customer对象只需要了解order对象，而不需要了解orderItem和product的内部结构。
场景二：封装内部细节
假设有一个ShoppingCart类，它包含一个List<Product>来存储购物车中的商品。如果直接暴露List<Product>，可能会导致外部对象直接操作购物车中的商品，从而破坏封装性。
public class ShoppingCart {
private List<Product> products;
public List<Product> getProducts() {
return products;
}
}
改进方案：
可以通过提供只读的方法来封装内部细节：
public class ShoppingCart {
private List<Product> products;
public List<Product> getProducts() {
return Collections.unmodifiableList(products);
}
public void addProduct(Product product) {
products.add(product);
}
public void removeProduct(Product product) {
products.remove(product);
}
}
这样，外部对象只能通过ShoppingCart提供的方法来操作商品，而不需要了解List<Product>的内部结构。
如何在实际开发中应用迪米特法则
1. 识别对象的边界
在设计类时，首先要明确类的职责和边界。一个类应当只负责自己的职责，而不应当涉及其他类的内部细节。通过识别对象的边界，可以有效地应用迪米特法则。
2. 使用中介模式
当多个对象之间存在复杂的依赖关系时，可以引入中介对象来管理这些依赖关系。中介对象充当了各个对象之间的协调者，从而减少了对象之间的直接依赖。
3. 封装内部状态
在设计类时，应当尽量封装内部状态，避免将内部状态直接暴露给外部对象。通过提供只读的方法或只读的接口，可以有效地保护内部状态，从而遵循迪米特法则。
4. 遵循“最少知识”原则
在编写代码时，始终牢记“最少知识”原则。一个对象应当只与直接的朋友通信，而不应当与朋友的朋友通信。通过遵循这一原则，可以减少对象之间的依赖关系，从而提高系统的灵活性和可维护性。
总结
迪米特法则作为六大设计原则之一，强调对象之间的松耦合，通过限制对象之间的通信来降低系统的复杂性。遵循迪米特法则可以提高系统的模块化程度、降低耦合度、增强可测试性。在实际开发中，通过识别对象的边界、使用中介模式、封装内部状态以及遵循“最少知识”原则，可以有效地应用迪米特法则，构建高质量、可维护的软件系统。