设计模式-迪米特法则(Law of Demeter, LoD)


迪米特法则(Law of Demeter, LoD)

别名 :最少知识原则(Least Knowledge Principle)
核心思想:一个对象应尽可能少地与其他对象发生交互,只与直接的朋友(成员变量、方法参数、方法返回值中的对象)通信,避免依赖间接的类。


原理详解

  1. 直接朋友的定义

    • 当前对象的成员变量。
    • 当前对象方法的参数。
    • 当前对象方法的返回值。
    • 当前对象方法中创建的对象(不推荐,但允许)。
  2. 禁止链式调用

    避免出现 a.getB().getC().doSomething() 的调用形式,这种"火车残骸式"代码会增加耦合性。

  3. 目标

    • 降低耦合:减少模块间的依赖,提升代码可维护性。
    • 提高封装性:隐藏内部实现细节,仅暴露必要接口。

应用案例

场景1:订单系统获取用户配送地址
错误设计(违反迪米特法则)
java 复制代码
public class User {
    private Order order;
    public Order getOrder() { return order; }
}

public class Order {
    private Address shippingAddress;
    public Address getShippingAddress() { return shippingAddress; }
}

public class Address {
    private String city;
    public String getCity() { return city; }
}

// 客户端代码:链式调用(直接访问深层对象)
User user = new User();
String city = user.getOrder().getShippingAddress().getCity();

问题

  • 客户端需要了解 UserOrderAddress 的内部结构。
  • 修改 OrderAddress 的结构会影响客户端代码。
正确设计(遵循迪米特法则)
java 复制代码
public class User {
    private Order order;
    public String getShippingCity() {
        return order.getShippingCity(); // 委托给 Order 类
    }
}

public class Order {
    private Address shippingAddress;
    public String getShippingCity() {
        return shippingAddress.getCity(); // 委托给 Address 类
    }
}

public class Address {
    private String city;
    public String getCity() { return city; }
}

// 客户端代码:仅与直接朋友交互
User user = new User();
String city = user.getShippingCity();

优势

  • 客户端只需与 User 交互,无需了解 OrderAddress 的细节。
  • 修改 OrderAddress 的结构不会影响客户端代码。

场景2:文件系统目录结构遍历
错误设计(违反迪米特法则)
java 复制代码
public class Directory {
    private List<File> files;
    private List<Directory> subDirectories;
    public List<File> getFiles() { return files; }
    public List<Directory> getSubDirectories() { return subDirectories; }
}

// 客户端代码:直接遍历深层结构
public void printAllFiles(Directory root) {
    for (File file : root.getFiles()) {
        System.out.println(file.getName());
    }
    for (Directory subDir : root.getSubDirectories()) {
        printAllFiles(subDir); // 递归调用暴露内部结构
    }
}

问题

  • 客户端需要了解目录的递归结构,耦合度高。
正确设计(遵循迪米特法则)
java 复制代码
public class Directory {
    private List<File> files;
    private List<Directory> subDirectories;
    
    // 封装遍历逻辑,客户端无需了解内部结构
    public void traverseFiles(Consumer<File> fileConsumer) {
        files.forEach(fileConsumer);
        subDirectories.forEach(subDir -> subDir.traverseFiles(fileConsumer));
    }
}

// 客户端代码:仅调用高层方法
Directory root = new Directory();
root.traverseFiles(file -> System.out.println(file.getName()));

优势

  • 客户端仅依赖 DirectorytraverseFiles 方法,不关心内部实现。
  • 目录结构的遍历逻辑被封装,修改不影响客户端。

迪米特法则的实践意义

  1. 减少耦合:模块间通过接口通信,而非直接操作内部对象。
  2. 提升可维护性:修改一个类的内部结构时,无需调整其他模块。
  3. 增强可测试性:依赖越少,单元测试越容易隔离和模拟。

常见违反场景及修复

违反场景 修复方法
链式调用(a.getB().getC() 封装中间调用,提供高层接口(如 a.getC()
暴露集合内部结构 返回不可变集合或迭代器,避免直接操作
方法参数传递复杂对象 拆分参数为基本类型或接口

总结

迪米特法则通过限制对象间的交互范围,推动代码向高内聚、低耦合 的方向演进。其核心是封装委托,适用于任何需要降低依赖关系的场景,尤其在大型系统或模块化架构中价值显著。

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