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  • DesignPatternPrinciple(设计模式原则)二

    设计模式六大原则(5):迪米特法则

    定义:一个对象应该对其他对象保持最少的了解。

    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。

    自从我们接触编程开始,就知道了软件编程的总的原则:低耦合,高内聚。无论是面向过程编程还是面向对象编程,只有使各个模块之间的耦合尽量的低,才能提高代码的复用率。低耦合的优点不言而喻,但是怎么样编程才能做到低耦合呢?那正是迪米特法则要去完成的。

    迪米特法则又叫最少知道原则,最早是在1987年由美国Northeastern University的Ian Holland提出。通俗的来讲,就是一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说,对于被依赖的类来说,无论逻辑多么复杂,都尽量地的将逻辑封装在类的内部,对外除了提供的public方法,不对外泄漏任何信息。迪米特法则还有一个更简单的定义:只与直接的朋友通信。首先来解释一下什么是直接的朋友: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。

    举一个例子,现在有一所学校,学校下面有班级,班级下面有学生,现在学校要管理学生。

    先来看一下违反迪米特法则的设计。

    学生

     public class Student
        {
            public int Id { get; set; }
            public string StudentName { get; set; }
        }
    

      

    班级

     public class Class
        {
            public int Id { get; set; }
            public string ClassName { get; set; }
    
            public List<Student> StudentList { get; set; }
      
    
        }
    

     

    学校

      public class School
        {
            public int Id { get; set; }
            public string SchoolName { get; set; }
    
            public List<Class> ClassList { get; set; }
    
    
            public void Manage()
            {
                Console.WriteLine("Manage {0}", this.GetType().Name);
                foreach (Class c in this.ClassList)
                {
                    Console.WriteLine(" {0}Manage {1} ", c.GetType().Name, c.ClassName);            
                    List<Student> studentList = c.StudentList;
                    foreach (Student s in studentList)
                    {
                     Console.WriteLine(" {0}Manage {1} ", s.GetType().Name, s.StudentName);
                   }
    
                }
            }
    
    
        }
    

     上端调用

       public class LODShow
        {
            public static void Show()
            {
                Console.WriteLine("************************");
                School school = new School()
                {
                    SchoolName = "*****",
                    ClassList = new List<Class>()
                    {
                        new Class()
                        {
                            ClassName="高级班",
                            StudentList=new List<Student>()
                            {
                                new Student()
                                {
                                    StudentName="XiMa"
                                }
                            }
                        }
                    }
                };
    
                school.Manage();
            }
        }
    

     

    现在这个设计的主要问题出在School中,根据迪米特法则,只与直接的朋友发生通信,而Class类并不是Studet类的直接朋友(以局部变量出现的耦合不属于直接朋友),从逻辑上讲学校只与他的班级耦合就行了,与学生并没有任何联系,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 

     public class Class
        {
            public int Id { get; set; }
            public string ClassName { get; set; }
    
            public List<Student> StudentList { get; set; }
    
    
            public void Manage()
            {
                foreach (Student s in this.StudentList)
                {
                    Console.WriteLine(" {0}Manage {1} ", s.GetType().Name, s.StudentName);
                }
            }
    
    
        }
    
    public class School
        {
            public int Id { get; set; }
            public string SchoolName { get; set; }
    
            public List<Class> ClassList { get; set; }
    
    
            public void Manage()
            {
                Console.WriteLine("Manage {0}", this.GetType().Name);
                foreach (Class c in this.ClassList)
                {
                    Console.WriteLine(" {0}Manage {1} ", c.GetType().Name, c.ClassName);
    
                    c.Manage();
                 }
             }
        }
    

      

    修改后,为班级增加了管理的方法,学校直接调用来打印,从而避免了与学生发生耦合。

    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。但是凡事都有度,虽然可以避免与非直接的类通信,但是要通信,必然会通过一个“中介”来发生联系,例如本例中,学校就是通过班级这个“中介”来与学生发生联系的。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。

    设计模式六大原则(6):开闭原则 

    定义:一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭

    问题由来:在软件的生命周期内,因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时,可能会给旧代码中引入错误,也可能会使我们不得不对整个功能进行重构,并且需要原有代码经过重新测试。

    解决方案:当软件需要变化时,尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现变化。

    开闭原则是面向对象设计中最基础的设计原则,它指导我们如何建立稳定灵活的系统。开闭原则可能是设计模式六项原则中定义最模糊的一个了,它只告诉我们对扩展开放,对修改关闭,可是到底如何才能做到对扩展开放,对修改关闭,并没有明确的告诉我们。以前,如果有人告诉我“你进行设计的时候一定要遵守开闭原则”,我会觉的他什么都没说,但貌似又什么都说了。因为开闭原则真的太虚了。

    开闭原则无非就是想表达这样一层意思:用抽象构建框架,用实现扩展细节。因为抽象灵活性好,适应性广,只要抽象的合理,可以基本保持软件架构的稳定。而软件中易变的细节,我们用从抽象派生的实现类来进行扩展,当软件需要发生变化时,我们只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。当然前提是我们的抽象要合理,要对需求的变更有前瞻性和预见性才行。

    最后说明一下如何去遵守这六个原则。对这六个原则的遵守并不是是和否的问题,而是多和少的问题,也就是说,我们一般不会说有没有遵守,而是说遵守程度的多少。任何事都是过犹不及,设计模式的六个设计原则也是一样,制定这六个原则的目的并不是要我们刻板的遵守他们,而需要根据实际情况灵活运用。对他们的遵守程度只要在一个合理的范围内,就算是良好的设计。

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