Java设计模式：一、六大设计原则-04：迪米特法则

一、定义：迪米特法则

• 迪米特法则(最少知道原则)：Least Knowledge Principle，LKP。
  • 是指一个对象类对于其他对象类来说，知道的越少越好。
  • 也就是说，两个类之间不要有过多的耦合关系，保持最少关联性。
• 迪米特法则有一句经典语录：只和朋友通信，不和陌生人说话。也就是说，有内在关联的类要内聚，没有直接关系的类要低耦合。

二、模拟场景：迪米特法则原则

• 模拟学生、老师、校长之间关系的例子来说明迪米特法则。
• 老师需要负责具体某一个学生的学习情况，而校长会关心老师所在班级的总体成绩，不会过问具体某一个学生的学习情况。
  • 如果校长想知道一个班级的总分和平均分，是应该找老师要，还是跟每一个学生要再进行统计呢？
  • 显然是应该找具体的班主任老师。

三、违背方案：迪米特法则原则

3.1 工程结构

design-1.4-0
|——src|——main|--java|--com.lino.design|--Principal.java|--Student.java|--Teacher.java|——test|--java|--com.lino.design.test|--ApiTest.java

3.2 学生、老师、校长类

3.2.1 学生类

Student.java

package com.lino.design;/*** @description: 学生*/
public class Student {/*** 姓名*/private String name;/*** 考试排名*/private int rank;/*** 考试分数*/private double grade;public Student() {}public Student(String name, int rank, double grade) {this.name = name;this.rank = rank;this.grade = grade;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getRank() {return rank;}public void setRank(int rank) {this.rank = rank;}public double getGrade() {return grade;}public void setGrade(double grade) {this.grade = grade;}
}

• 定义一个学生信息类，包括学生姓名、考试排名、总分。

3.2.2 老师类

Teacher.java

package com.lino.design;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** @description: 老师*/
public class Teacher {/*** 老师名称*/private String name;/*** 班级*/private String clazz;/*** 学生列表*/private static List<Student> studentList;public Teacher() {}public Teacher(String name, String clazz) {this.name = name;this.clazz = clazz;}static {studentList = new ArrayList<>();studentList.add(new Student("花花", 10, 589));studentList.add(new Student("豆豆", 54, 356));studentList.add(new Student("秋雅", 23, 439));studentList.add(new Student("皮皮", 2, 665));studentList.add(new Student("蛋蛋", 19, 502));}public static List<Student> getStudentList() {return studentList;}public String getName() {return name;}public String getClazz() {return clazz;}
}

• 定义老师类，在老师类里初始化学生的信息，以及提供基本的信息获取接口。

3.2.3 校长类

Principal.java

package com.lino.design;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;/*** @description: 校长*/
public class Principal {private Teacher teacher = new Teacher("丽华", "3年1班");public Map<String, Object> queryClazzInfo(String clazzId) {// 获取班级信息，学生总人数、总分、平均分int stuCount = clazzStudentCount();double totalScore = clazzTotalScore();double averageScore = clazzAverageScore();// 组装对象，实际业务开发会有对应的类Map<String, Object> mapObj = new HashMap<>(16);mapObj.put("班级", teacher.getClazz());mapObj.put("老师", teacher.getName());mapObj.put("学生人数", stuCount);mapObj.put("班级总分数", totalScore);mapObj.put("班级平均分", averageScore);return mapObj;}/*** 平均分*/private double clazzAverageScore() {double totalScore = 0;for (Student stu : Teacher.getStudentList()) {totalScore += stu.getGrade();}return totalScore / Teacher.getStudentList().size();}/*** 总分*/private double clazzTotalScore() {double totalScore = 0;for (Student stu : Teacher.getStudentList()) {totalScore += stu.getGrade();}return totalScore;}/*** 总人数*/private int clazzStudentCount() {return Teacher.getStudentList().size();}}

• 定义校长类，校长管理全局，并在校长类中获取学生人数、总分、平均分等。

3.3 单元测试

ApiTest.java

@Test
public void test_Principal() {Principal principal = new Principal();Map<String, Object> map = principal.queryClazzInfo("3年1班");logger.info("查询结果：{}", JSON.toJSONString(map));
}

测试结果

13:49:37.477 [main] INFO  com.lino.design.test.ApiTest - 查询结果：{"学生人数":5,"班级平均分":510.2,"班级":"3年1班","老师":"丽华","班级总分数":2551.0}

• 以上就是通过校长管理所有学生，老师只提供了非常简单的信息。虽然可以查询到结果，但是违背了迪米特法则，因为校长需要了解每个学生的情况。
• 如果所有班级都让校长类统计，代码就会变得非常臃肿，也不易于维护和扩展。

四、改善代码：迪米特法则原则

4.1 工程结构

design-1.4-1
|——src|——main|--java|--com.lino.design|--Principal.java|--Student.java|--Teacher.java|——test|--java|--com.lino.design.test|--ApiTest.java

4.2 学生、老师、校长类

• 从以上的实现方式发现，不该让校长直接管理学生，校长应该管理老师，由老师提供相应的学生信息查询服务。
• 那么，接下来就是把校长要的信息交给老师类去处理。

4.2.1 学生类

Student.java

package com.lino.design;/*** @description: 学生*/
public class Student {/*** 姓名*/private String name;/*** 考试排名*/private int rank;/*** 考试分数*/private double grade;public Student() {}public Student(String name, int rank, double grade) {this.name = name;this.rank = rank;this.grade = grade;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getRank() {return rank;}public void setRank(int rank) {this.rank = rank;}public double getGrade() {return grade;}public void setGrade(double grade) {this.grade = grade;}
}

• 定义一个学生信息类，包括学生姓名、考试排名、总分。

4.2.2 老师类

Teacher.java

package com.lino.design;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** @description: 老师*/
public class Teacher {/*** 老师名称*/private String name;/*** 班级*/private String clazz;/*** 学生列表*/private static List<Student> studentList;public Teacher() {}public Teacher(String name, String clazz) {this.name = name;this.clazz = clazz;}static {studentList = new ArrayList<>();studentList.add(new Student("花花", 10, 589));studentList.add(new Student("豆豆", 54, 356));studentList.add(new Student("秋雅", 23, 439));studentList.add(new Student("皮皮", 2, 665));studentList.add(new Student("蛋蛋", 19, 502));}/*** 平均分*/public double clazzAverageScore() {double totalScore = 0;for (Student stu : studentList) {totalScore += stu.getGrade();}return totalScore / studentList.size();}/*** 总分*/public double clazzTotalScore() {double totalScore = 0;for (Student stu : studentList) {totalScore += stu.getGrade();}return totalScore;}/*** 总人数*/public int clazzStudentCount() {return studentList.size();}public static List<Student> getStudentList() {return studentList;}public String getName() {return name;}public String getClazz() {return clazz;}
}

• 在使用迪米特法则后，把原来违背迪米特法则的服务接口交给老师类处理。
• 这样每一位老师都会提供相应的功能，校长类只需要调用使用即可，而不需要了解每一位学生的分数。

4.2.3 校长类

Principal.java

package com.lino.design;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;/*** @description: 校长*/
public class Principal {private Teacher teacher = new Teacher("丽华", "3年1班");public Map<String, Object> queryClazzInfo(String clazzId) {// 获取班级信息，学生总人数、总分、平均分int stuCount = teacher.clazzStudentCount();double totalScore = teacher.clazzTotalScore();double averageScore = teacher.clazzAverageScore();// 组装对象，实际业务开发会有对应的类Map<String, Object> mapObj = new HashMap<>(16);mapObj.put("班级", teacher.getClazz());mapObj.put("老师", teacher.getName());mapObj.put("学生人数", stuCount);mapObj.put("班级总分数", totalScore);mapObj.put("班级平均分", averageScore);return mapObj;}
}

• 校长类直接调用老师类的接口，并获取相应的信息。

4.3 单元测试

ApiTest.java

@Test
public void test_Principal() {Principal principal = new Principal();Map<String, Object> map = principal.queryClazzInfo("3年1班");logger.info("查询结果：{}", JSON.toJSONString(map));
}

测试结果

13:49:37.477 [main] INFO  com.lino.design.test.ApiTest - 查询结果：{"学生人数":5,"班级平均分":510.2,"班级":"3年1班","老师":"丽华","班级总分数":2551.0}