5.2 我的知识你知道得越少越好

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5.2 我的知识你知道得越少越好

迪米特法则对类的低耦合提出了明确的要求，其包含以下4层含义。

1. 只和朋友交流

迪米特法则还有一个英文解释是：Only talk to your immediate friends（只与直接的朋友通信。）什么叫做直接的朋友呢？每个对象都必然会与其他对象有耦合关系，两个对象之间的耦合就成为朋友关系，这种关系的类型有很多，例如组合、聚合、依赖等。下面我们将举例说明如何才能做到只与直接的朋友交流。

传说中有这样一个故事，老师想让体育委员确认一下全班女生来齐没有，就对他说：“你去把全班女生清一下。”体育委员没听清楚，就问道：“呀，……那亲哪个？”老师无语了，我们来看这个笑话怎么用程序来实现，类图如图5-1所示。

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图5-1 老师要求清点女生类图

Teacher类的command方法负责发送命令给体育委员，命令他清点女生，其实现过程如代码清单5-1所示。

代码清单5-1 老师类

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public class Teacher {
    //老师对学生发布命令，清一下女生
    public void command(GroupLeader groupLeader){
        List listGirls = new ArrayList();
        //初始化女生
        for(int i=0;i<20;i++){
            listGirls.add(new Girl());
        }
        //告诉体育委员开始执行清查任务
        groupLeader.countGirls(listGirls);
    }
}

老师只有一个方法command，先定义出所有的女生，然后发布命令给体育委员，去清点一下女生的数量。体育委员GroupLeader的实现过程如代码清单5-2所示。

代码清单5-2 体育委员类实现过程

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public class GroupLeader {
    //清查女生数量
    public void countGirls(List<Girl> listGirls){
        System.out.println("女生数量是："+listGirls.size());
    }
}

老师类和体育委员类都对女生类产生依赖，而且女生类不需要执行任何动作，因此定义一个空类，其实现过程如代码清单5-3所示。

代码清单5-3 女生类

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public class Girl {
}

故事中的三个角色都已经有了，再定义一个场景类来描述这个故事，其实现过程如代码清单5-4所示。

代码清单5-4 场景类

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher= new Teacher();
        //老师发布命令
        teacher.command(new GroupLeader());
    }
}

运行结果如下所示：

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女生数量是：20

体育委员按照老师的要求对女生进行了清点，并得出了数量。我们回过头来思考一下这个程序有什么问题，首先确定Teacher类有几个朋友类，它仅有一个朋友类—— GroupLeader。为什么Girl不是朋友类呢？Teacher也对它产生了依赖关系呀！朋友类的定义是这样的：出现在成员变量、方法的输入输出参数中的类称为成员朋友类，而出现在方法体内部的类不属于朋友类，而Girl这个类就是出现在command方法体内，因此不属于Teacher类的朋友类。迪米特法则告诉我们一个类只和朋友类交流，但是我们刚刚定义的command方法却与Girl类有了交流，声明了一个List<Girls>动态数组，也就是与一个陌生的类Girl有了交流， 这样就破坏了Teacher的健壮性。方法是类的一个行为，类竟然不知道自己的行为与其他类产生依赖关系，这是不允许的，严重违反了迪米特法则。

问题已经发现，我们修改一下程序，将类图稍作修改，如图5-2所示。

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图5-2 修改后的类图

在类图中去掉Teacher对Girl类的依赖关系，修改后的Teacher类如代码清单5-5所示。

代码清单5-5 修改后的老师类

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public class Teacher {
    //老师对学生发布命令，清一下女生
    public void command(GroupLeader groupLeader){
        //告诉体育委员开始执行清查任务
        groupLeader.countGirls();
    }
}

修改后的GroupLeader类如代码清代5-6所示。

代码清单5-6 修改后的体育委员类

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public class GroupLeader {
    private List<Girl> listGirls;
    //传递全班的女生进来
    public GroupLeader(List<Girl> _listGirls){
        this.listGirls = _listGirls;
    }
    //清查女生数量
    public void countGirls(){
        System.out.println("女生数量是："+this.listGirls.size());
    }
}

在GroupLeader类中定义了一个构造函数，通过构造函数传递了依赖关系。同时，对场景类也进行了一些修改，如代码清单5-7所示。

代码清单5-7 修改后的场景类

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //产生一个女生群体
        List<Girl> listGirls = new ArrayList<Girl>();
        //初始化女生
        for(int i=0;i<20;i++){
            listGirls.add(new Girl());
        }
        Teacher teacher= new Teacher();
        //老师发布命令
        teacher.command(new GroupLeader(listGirls));
    }
}

对程序进行了简单的修改，把Teacher中对List<Girl>的初始化移动到了场景类中，同时在GroupLeader中增加了对Girl的注入，避开了Teacher类对陌生类Girl的访问，降低了系统间的耦合，提高了系统的健壮性。

注意 一个类只和朋友交流，不与陌生类交流，不要出现getA().getB().getC().getD()这种情况（在一种极端的情况下允许出现这种访问，即每一个点号后面的返回类型都相同），类与类之间的关系是建立在类间的，而不是方法间，因此一个方法尽量不引入一个类中不存在的对象，当然，JDK API提供的类除外。

2. 朋友间也是有距离的

人和人之间是有距离的，太远关系逐渐疏远，最终形同陌路；太近就相互刺伤。对朋友关系描述最贴切的故事就是：两只刺猬取暖，太远取不到暖，太近刺伤了对方，必须保持一个既能取暖又不刺伤对方的距离。迪米特法则就是对这个距离进行描述，即使是朋友类之间也不能无话不说，无所不知。

我们在安装软件的时候，经常会有一个导向动作，第一步是确认是否安装，第二步确认License，再然后选择安装目录……这是一个典型的顺序执行动作，具体到程序中就是：调用一个或多个类，先执行第一个方法，然后是第二个方法，根据返回结果再来看是否可以调用第三个方法，或者第四个方法，等等，其类图如图5-3所示。

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图5-3 软件安装过程类图

很简单的类图，实现软件安装的过程，其中first方法定义第一步做什么，second方法定义第二步做什么，third方法定义第三步做什么，其实现过程如代码清单5-8所示。

代码清单5-8 导向类

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public class Wizard {
    private Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
    //第一步
    public int first(){
        System.out.println("执行第一个方法...");
        return rand.nextInt(100);
    }
    //第二步
    public int second(){
        System.out.println("执行第二个方法...");
        return rand.nextInt(100);
    }
    //第三个方法
    public int third(){
        System.out.println("执行第三个方法...");
        return rand.nextInt(100);
    }
}

在Wizard类中分别定义了三个步骤方法，每个步骤中都有相关的业务逻辑完成指定的任务，我们使用一个随机函数来代替业务执行的返回值。软件安装InstallSoftware类如代码清单5-9所示。

代码清单5-9 InstallSoftware类

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public class InstallSoftware {
    public void installWizard(Wizard wizard){
        int first = wizard.first();
        //根据first返回的结果，看是否需要执行second 
        if(first>50){
            int second = wizard.second();
            if(second>50){
                int third = wizard.third();
                if(third >50){
                    wizard.first();
                }
            }
        }
    }
}

根据每个方法执行的结果决定是否继续执行下一个方法，模拟人工的选择操作。场景类如代码清单5-10所示。

代码清单5-10 场景类

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        InstallSoftware invoker = new InstallSoftware();
        invoker.installWizard(new Wizard());
    }
}

以上程序很简单，运行结果和随机数有关，每次的执行结果都不相同，需要读者自己运行并查看结果。程序虽然简单，但是隐藏的问题可不简单，思考一下程序有什么问题。 Wizard类把太多的方法暴露给InstallSoftware类，两者的朋友关系太亲密了，耦合关系变得异常牢固。如果要将Wizard类中的first方法返回值的类型由int改为boolean，就需要修改InstallSoftware类，从而把修改变更的风险扩散开了。因此，这样的耦合是极度不合适的，我们需要对设计进行重构，重构后的类图如图5-4所示。

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图5-4 重构后的软件安装过程类图

在Wizard类中增加一个installWizard方法，对安装过程进行封装，同时把原有的三个public方法修改为private方法，如代码清单5-11所示。

代码清单5-11 修改后的导向类实现过程

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public class Wizard {
    private Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
    //第一步
    private int first(){
        System.out.println("执行第一个方法...");
        return rand.nextInt(100);
    }
    //第二步
    private int second(){
        System.out.println("执行第二个方法...");
        return rand.nextInt(100);
    }
    //第三个方法
    private int third(){
        System.out.println("执行第三个方法...");
        
        return rand.nextInt(100);
    }
    //软件安装过程
    public void installWizard(){
        int first = this.first();
        //根据first返回的结果，看是否需要执行second 
        if(first>50){
            int second = this.second();
            if(second>50){
                int third = this.third();
                if(third >50){
                    this.first();
                }
            }
        }
    }
}

将三个步骤的访问权限修改为private，同时把InstallSoftware中的方法installWizad移动到Wizard方法中。通过这样的重构后，Wizard类就只对外公布了一个public方法，即使要修改first方法的返回值，影响的也仅仅只是Wizard本身，其他类不受影响，这显示了类的高内聚特性。

对InstallSoftware类进行少量的修改，如代码清单5-12所示。

代码清单5-12 修改后的InstallSoftware类

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public class InstallSoftware {
    public void installWizard(Wizard wizard){
        //直接调用
        wizard.installWizard();
    }
}

场景类Client没有任何改变，如代码清单5-10所示。通过进行重构，类间的耦合关系变弱了，结构也清晰了，变更引起的风险也变小了。

一个类公开的public属性或方法越多，修改时涉及的面也就越大，变更引起的风险扩散也就越大。因此，为了保持朋友类间的距离，在设计时需要反复衡量：是否还可以再减少public方法和属性，是否可以修改为private、package-private（包类型，在类、方法、变量前不加访问权限，则默认为包类型）、protected等访问权限，是否可以加上final关键字等。

注意 迪米特法则要求类“羞涩”一点，尽量不要对外公布太多的public方法和非静态的public变量，尽量内敛，多使用private、package-private、protected等访问权限。

3. 是自己的就是自己的

在实际应用中经常会出现这样一个方法：放在本类中也可以，放在其他类中也没有错， 那怎么去衡量呢？你可以坚持这样一个原则：如果一个方法放在本类中，既不增加类间关系，也对本类不产生负面影响，那就放置在本类中。

4. 谨慎使用Serializable

在实际应用中，这个问题是很少出现的，即使出现也会立即被发现并得到解决。是怎么回事呢？举个例子来说，在一个项目中使用RMI（Remote Method Invocation，远程方法调用）方式传递一个VO（Value Object，值对象），这个对象就必须实现Serializable接口（仅仅是一个标志性接口，不需要实现具体的方法），也就是把需要网络传输的对象进行序列化，否则就会出现NotSerializableException异常。突然有一天，客户端的VO修改了一个属性的访问权限，从private变更为public，访问权限扩大了，如果服务器上没有做出相应的变更，就会报序列化失败，就这么简单。但是这个问题的产生应该属于项目管理范畴，一个类或接口在客户端已经变更了，而服务器端却没有同步更新，难道不是项目管理的失职吗？