其它原则

合成/聚合复用原则

(Composite/Aggregate ReusePrinciple ,CARP): 要尽量使用对象组合,而不是继承关系达到软件复用的目的

定义

经常又叫做合成复用原则(Composite ReusePrinciple或CRP),尽量使用对象组合,而不是继承来达到复用的目的。就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分;新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。简而言之,要尽量使用合成/聚合,尽量不要使用继承。

原则分析:

在面向对象设计中,可以通过两种基本方法在不同的环境中复用已有的设计和实现,即通过组合/聚合关系或通过继承。
继承复用: 实现简单,易于扩展。破坏系统的封装性;从基类继承而来的实现是静态的,不可能在运行时发生改变,没有足够的灵活性;只能在有限的环境中使用。(“白箱”复用)
组合/聚合复用: 耦合度相对较低,选择性地调用成员对象的操作;可以在运行时动态进行。(“黑箱”复用)
组合/聚合可以使系统更加灵活,类与类之间的耦合度降低,一个类的变化对其他类造成的影响相对较少,因此一般首选使用组合/聚合来实现复用;其次才考虑继承,在使用继承时,需要严格遵循里氏代换原则,有效使用继承会有助于对问题的理解,降低复杂度,而滥用继承反而会增加系统构建和维护的难度以及系统的复杂度,因此需要慎重使用继承复用。
此原则和里氏代换原则氏相辅相成的,两者都是具体实现"开-闭"原则的规范。违反这一原则,就无法实现"开-闭"原则,首先我们要明白合成和聚合的概念:

注意: 聚合和组合的区别是什么?

合成(组合): 表示一个整体与部分的关系,指一个依托整体而存在的关系(整体与部分不可以分开);比如眼睛和嘴对于头来说就是组合关系,没有了头就没有眼睛和嘴,它们是不可分割的。在UML中,组合关系用带实心菱形的直线表示。聚合:聚合是比合成关系的一种更强的依赖关系,也表示整体与部分的关系(整体与部分可以分开);比如螺丝和汽车玩具的关系,螺丝脱离玩具依然可以用在其它设备之上。在UML中,聚合关系用带空心菱形的直线表示。

迪米特法则

Law of Demeter,LoD: 系统中的类,尽量不要与其他类互相作用,减少类之间的耦合度

定义

又叫最少知识原则(Least Knowledge Principle或简写为LKP)几种形式定义:
不要和“陌生人”说话。英文定义为: Don't talk to strangers.
只与你的直接朋友通信。英文定义为: Talk only to your immediate friends.
每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识,而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。

简单地说,也就是,一个对象应当对其它对象有尽可能少的了解。一个类应该对自己需要耦合或调用的类知道得最少,你(被耦合或调用的类)的内部是如何复杂都和我没关系,那是你的事情,我就知道你提供的public方法,我就调用这么多,其他的一概不关心。

法则分析

朋友类:
在迪米特法则中,对于一个对象,其朋友包括以下几类:

  1. 当前对象本身(this);
  2. 以参数形式传入到当前对象方法中的对象;
  3. 当前对象的成员对象;
  4. 如果当前对象的成员对象是一个集合,那么集合中的元素也都是朋友;
  5. 当前对象所创建的对象。
    任何一个对象,如果满足上面的条件之一,就是当前对象的“朋友”,否则就是“陌生人”。

狭义法则和广义法则:
在狭义的迪米特法则中,如果两个类之间不必彼此直接通信,那么这两个类就不应当发生直接的相互作用,如果其中的一个类需要调用另一个类的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。
狭义的迪米特法则: 可以降低类之间的耦合,但是会在系统中增加大量的小方法并散落在系统的各个角落,它可以使一个系统的局部设计简化,因为每一个局部都不会和远距离的对象有直接的关联,但是也会造成系统的不同模块之间的通信效率降低,使得系统的不同模块之间不容易协调。

广义的迪米特法则: 指对对象之间的信息流量、流向以及信息的影响的控制,主要是对信息隐藏的控制。信息的隐藏可以使各个子系统之间脱耦,从而允许它们独立地被开发、优化、使用和修改,同时可以促进软件的复用,由于每一个模块都不依赖于其他模块而存在,因此每一个模块都可以独立地在其他的地方使用。一个系统的规模越大,信息的隐藏就越重要,而信息隐藏的重要性也就越明显。

迪米特法则的主要用途: 在于控制信息的过载。
在类的划分上,应当尽量创建松耦合的类,类之间的耦合度越低,就越有利于复用,一个处在松耦合中的类一旦被修改,不会对关联的类造成太大波及;
在类的结构设计上,每一个类都应当尽量降低其成员变量和成员函数的访问权限;
在类的设计上,只要有可能,一个类型应当设计成不变类;
在对其他类的引用上,一个对象对其他对象的引用应当降到最低。

例子

外观模式Facade(结构型)

迪米特法则与设计模式Facade模式、Mediator模式

系统中的类,尽量不要与其他类互相作用,减少类之间的耦合度,因为在你的系统中,扩展的时候,你可能需要修改这些类,而类与类之间的关系,决定了修改的复杂度,相互作用越多,则修改难度就越大,反之,如果相互作用的越小,则修改起来的难度就越小..例如A类依赖B类,则B类依赖C类,当你在修改A类的时候,你要考虑B类是否会受到影响,而B类的影响是否又会影响到C类. 如果此时C类再依赖D类的话,呵呵,我想这样的修改有的受了。

举一个例子: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 void setId(String id){
		this.id = id;
	}
	public String getId(){
		return id;
	}
}

//分公司员工
class SubEmployee{
	private String id;
	public void setId(String id){
		this.id = id;
	}
	public String getId(){
		return id;
	}
}

class SubCompanyManager{
	public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
		List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
		for(int i=0; i<100; i++){
			SubEmployee emp = new SubEmployee();
			//为分公司人员按顺序分配一个ID
			emp.setId("分公司"+i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
}

class CompanyManager{

	public List<Employee> getAllEmployee(){
		List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
		for(int i=0; i<30; i++){
			Employee emp = new Employee();
			//为总公司人员按顺序分配一个ID
			emp.setId("总公司"+i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
	
	public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
		List<SubEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
		for(SubEmployee e:list1){
			System.out.println(e.getId());
		}

		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		for(Employee e:list2){
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}

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

现在这个设计的主要问题出在CompanyManager中,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:


class SubCompanyManager{
	public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
		List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
		for(int i=0; i<100; i++){
			SubEmployee emp = new SubEmployee();
			//为分公司人员按顺序分配一个ID
			emp.setId("分公司"+i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
	public void printEmployee(){
		List<SubEmployee> list = this.getAllEmployee();
		for(SubEmployee e:list){
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}

class CompanyManager{
	public List<Employee> getAllEmployee(){
		List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
		for(int i=0; i<30; i++){
			Employee emp = new Employee();
			//为总公司人员按顺序分配一个ID
			emp.setId("总公司"+i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
	
	public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
		sub.printEmployee();
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		for(Employee e:list2){
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}

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。

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,总公司就是通过分公司这个“中介”来与分公司的员工发生联系的。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。

posted @ 2023-09-05 16:21  kisshappyboy  阅读(8)  评论(0编辑  收藏  举报