设计模式-迪米特法则（Law of Demeter, LoD）

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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。

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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。

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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）

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 User、Order、Address 的内部结构。
• 修改 Order 或 Address 的结构会影响客户端代码。

正确设计（遵循迪米特法则）

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 Order 和 Address 的细节。
• 修改 Order 或 Address 的结构不会影响客户端代码。

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场景2：文件系统目录结构遍历

错误设计（违反迪米特法则）

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）

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 Directory 的 traverseFiles 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。

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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。

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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

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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。其核心是封装和委托，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。