05.迪米特原则 (LOD)

LOD全称

LOD, Law of Demeter, 迪米特原则 or LKP, Least Knowledge Principle, 最少知识原则

定义

一个对象应该对其他对象有最少的了解。一个类应该对自己需要耦合或调用的类知道的最少，类的内部如何实现与调用者或者依赖者没有关系，调用者或者依赖者只需知道它需要的方法即可。

只与直接的朋友发生通信。

优点

1. 降低类之间的耦合度，提高了模块的相对独立性
2. 耦合度降低，从而提高了类的可重用率和系统的扩展性

缺点

• 过度使用迪米特原则，会产生大量的中介类，导致系统的复杂度提高。在釆用迪米特法则时需要反复权衡，确保高内聚和低耦合的同时，保证系统的结构清晰

实现

• 问题由来： 类与类之间的关系越密切，耦合度越大，当一个类发生改变时，对另一个类的影响也越大

• 解决方案： 尽量降低类与类之间的耦合

1. 需强调

   • 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。

2. 需注意

   • 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。

实例

例子：有一个集团公司，下属单位有分公司和直属部门，现在要求打印出所有下属单位的员工ID。先来看一下违反迪米特法则的设计。

// 总公司员工
class Employee {
    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

// 分公司员工
class SubEmployee {
    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

// 子公司管理
class SubCompanyManager {
    public List<SubEmployee> getAllEmployee() {
        List<SubEmployee> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < 100; i++) {
            SubEmployee subEmployee = new SubEmployee();
            // 给分公司人员顺序分配一个ID
            subEmployee.setId("分公司" + i);
            list.add(subEmployee);
        }
        return list;
    }
}

// 总公司管理
class CompanyManager {
    public List<Employee> getAllEmployee() {
        List<Employee> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < 30; i++) {
            Employee employee = new Employee();
            // 给总公司人员顺序分配一个ID
            employee.setId("总公司" + i);
            list.add(employee);
        }
        return list;
    }

    public void printAllEmployee(SubCompanyManager subCompanyManager) {
        // 分公司员工
        List<SubEmployee> subEmployeeList = subCompanyManager.getAllEmployee();
        for (SubEmployee subEmployee : subEmployeeList) {
            System.out.println(subEmployee.getId());
        }

        // 总公司员工
        List<Employee> employeeList = getAllEmployee();
        for (Employee employee : employeeList) {
            System.out.println(employee.getId());
        }
    }
}

public class LODClient {
    public static void main(String[] args) {
        CompanyManager companyManager = new CompanyManager();
        companyManager.printAllEmployee(new SubCompanyManager());
    }
}

问题出现在CompanyManager类，根据迪米特法则，只与直接的朋友发生通信。而SubEmployee类并不是CompanyManager类的直接朋友（以局部变量出现的耦合不属于直接朋友），从逻辑上讲总公司只与他的分公司耦合就行了，与分公司的员工并没有任何联系，这样设计显然是增加了不必要的耦合。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。修改后的代码如下

// 总公司员工
class Employee {
    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

// 分公司员工
class SubEmployee {
    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

// 子公司管理
class SubCompanyManager {
    public List<SubEmployee> getAllEmployee() {
        List<SubEmployee> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < 100; i++) {
            SubEmployee subEmployee = new SubEmployee();
            // 给分公司人员顺序分配一个ID
            subEmployee.setId("分公司" + i);
            list.add(subEmployee);
        }
        return list;
    }

    public void printSubCompany() {
        List<SubEmployee> subEmployeeList = this.getAllEmployee();
        for (SubEmployee subEmployee : subEmployeeList) {
            System.out.println(subEmployee.getId());
        }
    }
}

// 总公司管理
class CompanyManager {
    public List<Employee> getAllEmployee() {
        List<Employee> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < 30; i++) {
            Employee employee = new Employee();
            // 给总公司人员顺序分配一个ID
            employee.setId("总公司" + i);
            list.add(employee);
        }
        return list;
    }

    public void printAllEmployee(SubCompanyManager subCompanyManager) {
        // 分公司员工
        subCompanyManager.printSubCompany();

        // 总公司员工
        List<Employee> employeeList = getAllEmployee();
        for (Employee employee : employeeList) {
            System.out.println(employee.getId());
        }
    }
}

public class LODClient {
    public static void main(String[] args) {
        CompanyManager companyManager = new CompanyManager();
        companyManager.printAllEmployee(new SubCompanyManager());
    }
}

修改后，为分公司增加了打印人员ID的方法，总公司直接调用来打印，从而避免了与分公司的员工发生耦合。

总结

1. 迪米特法则的初衷是降低类之间的耦合，由于每个类都减少了不必要的依赖，因此的确可以降低耦合关系。
2. 过分的使用迪米特原则，会产生大量这样的中介和传递类，导致系统复杂度变大。所以在采用迪米特法则时要反复权衡，既做到结构清晰，又要高内聚低耦合。