设计模式六大原则（5）：迪米特法则

转自
http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7296930

    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：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。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;

//总公司员工
class Employee
{
public:
    void SetId(string strId)
    {  
        this->m_strId = strId;
    }  
    
    string GetId()
    {
        return m_strId;  
    }

private:
    string m_strId;

};

//分公司员工  
class SubEmployee
{
public:
    void SetId(string strId)
    {  
        this->m_strId = strId;
    }  

    string GetId()
    {
        return m_strId;  
    }

private:
    string m_strId;
};

class SubCompanyManager
{
public:
    list<SubEmployee> GetAllEmployee()
    {
        list<SubEmployee> tempList;
        for(int i=0; i<100; i++)
        {
            ostringstream   strStream;
            SubEmployee Temp;
            //为分公司人员按顺序分配一个ID
            strStream << "分公司 " << i ; 
            Temp.SetId(strStream.str());
            tempList.push_back(Temp);
        }

        return tempList;
    }
};

class CompanyManager
{
public:
    list<Employee> GetAllEmployee()
    {
        list<Employee> tempList;
        for(int i = 0; i < 30; i++)
        {
            Employee Temp;
            ostringstream strStream;
            //为总公司人员按顺序分配一个ID
            strStream << "总公司 " << i ; 
            Temp.SetId(strStream.str());
            tempList.push_back(Temp);
        }

        return tempList;
    }  

     void PrintAllEmployee(SubCompanyManager& sub)
     {
         list<SubEmployee> list1 = sub.GetAllEmployee();
         list<SubEmployee>::iterator it;
         for(it = list1.begin(); it != list1.end(); it++)
         {
             cout << it->GetId() << "\n";
         }

         list<Employee> list2 = GetAllEmployee();
         list<Employee>::iterator it2;
         for(it2 = list2.begin(); it2 != list2.end(); it2++)
         {
             cout << it2->GetId() << "\n";
         }
    }
};
void main()
{
    CompanyManager e;
    SubCompanyManager sub;
    e.PrintAllEmployee(sub);
}

分公司 0
......
分公司 99
总公司 0
......
总公司 29

    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:

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;

//总公司员工
class Employee
{
public:
    void SetId(string strId)
    {  
        this->m_strId = strId;
    }  
    
    string GetId()
    {
        return m_strId;  
    }

private:
    string m_strId;

};

//分公司员工  
class SubEmployee
{
public:
    void SetId(string strId)
    {  
        this->m_strId = strId;
    }  

    string GetId()
    {
        return m_strId;  
    }

private:
    string m_strId;
};

class SubCompanyManager
{
public:
    list<SubEmployee> GetAllEmployee()
    {
        list<SubEmployee> tempList;
        for(int i=0; i<100; i++)
        {
            ostringstream   strStream;
            SubEmployee Temp;
            //为分公司人员按顺序分配一个ID
            strStream << "分公司 " << i ; 
            Temp.SetId(strStream.str());
            tempList.push_back(Temp);
        }

        return tempList;
    }

    void PrintEmployee()
    {
        list<SubEmployee> list2 = GetAllEmployee();
        list<SubEmployee>::iterator it2;
        for(it2 = list2.begin(); it2 != list2.end(); it2++)
        {
            cout << it2->GetId() << "\n";
        }
    }
};

class CompanyManager
{
public:
    list<Employee> GetAllEmployee()
    {
        list<Employee> tempList;
        for(int i = 0; i < 30; i++)
        {
            Employee Temp;
            ostringstream strStream;
            //为总公司人员按顺序分配一个ID
            strStream << "总公司 " << i ; 
            Temp.SetId(strStream.str());
            tempList.push_back(Temp);
        }

        return tempList;
    }  

     void PrintAllEmployee(SubCompanyManager& sub)
     {
         sub.PrintEmployee(); //分离

         list<Employee> list2 = GetAllEmployee();
         list<Employee>::iterator it2;
         for(it2 = list2.begin(); it2 != list2.end(); it2++)
         {
             cout << it2->GetId() << "\n";
         }
    }
};
void main()
{
    CompanyManager e;
    SubCompanyManager sub;
    e.PrintAllEmployee(sub);
}

分公司 0
......
分公司 99
总公司 0
......
总公司 29

    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。这样的话，如果分公司打印方法或则格式有动的话，只需要修改分公司的代码即可，在不修改打印接口的情况下，不需要修改总公司的代码。
    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。