迪米特法则(Law，Of，Demeter)

什么是迪米特法则？

迪米特法则（LoD）又称最少知识原则（Least Knowledge Principle），是一种软件设计原则，主要关注对象之间的通信而非对象本身。它的核心思想是，一个对象应该尽可能少地了解其他对象的信息，避免对象之间耦合度过高，从而达到提高模块化、降低系统复杂度、提高灵活性等目的。

具体来说，迪米特法则关注的是对象之间“黑盒”的关系，即只要外部接口不变，内部实现可以自由修改，不对外暴露细节。通过迪米特法则设计的代码，减少了彼此间的耦合，提高了代码的可扩展性，降低了代码的维护成本。

迪米特法则的核心要点：

- 只与直接的朋友通信：每个对象只与它的直接朋友（属性、方法参数、方法中new的对象）通信，不和陌生人（陌生的对象）说话，这样可以降低耦合度；

- 不透露内部信息：每个对象只暴露对外必要的行为和属性，不应该暴露过多细节，否则会降低系统可扩展性；

- 谨慎使用全局变量和静态属性：全局变量和静态属性会破坏对象之间的封装性，所以应该谨慎使用。

迪米特法则应用案例

下面通过一个简单的案例来演示迪米特法则的应用。

案例描述：假设有一个班级管理系统，包含班级、学生和讲师三个类，其中班级类负责管理学生、让学生上课，讲师类负责批改作业和发布公告，学生类则负责参加上课和完成作业。

不满足迪米特法则的版本：

```python

class Classroom:

def __init__(self, teacher, students):

self.teacher = teacher

self.students = students

def attend_class(self):

for student in self.students:

student.do_class()

def assign_homework(self):

for student in self.students:

student.do_homework()

def submit_homework(self):

for student in self.students:

self.teacher.check_homework(student.homework)

def publish_announcement(self, announcement):

self.teacher.publish_announcement(announcement)

class Teacher:

def __init__(self, name):

self.name = name

def check_homework(self, homework):

print(f"{self.name} is checking homework of {homework.student_name} ({homework.content})")

def publish_announcement(self, announcement):

print(f"{self.name} published announcement: {announcement}")

class Student:

def __init__(self, name):

self.name = name

self.homework = None

def do_class(self):

print(f"{self.name} attended class")

def do_homework(self):

self.homework = Homework(self.name, "math")

class Homework:

def __init__(self, student_name, content):

self.student_name = student_name

self.content = content

if __name__ == "__main__":

teacher = Teacher("Tom")

students = [Student("Alice"), Student("Bob")]

classroom = Classroom(teacher, students)

classroom.attend_class()

classroom.assign_homework()

classroom.submit_homework()

classroom.publish_announcement("Today's class is over")

```

在这个版本中，班级类和学生类之间的耦合度较为严重，班级类需要和学生类直接交互，如调用学生类的 do_class() 和 do_homework() 方法，获取学生类的 homework 属性，这样就破坏了班级类和学生类之间的封装性。如果班级类中有一个新增操作，就需要修改班级类和学生类之间的交互逻辑，非常不稳定。

针对这种情况，可以通过应用迪米特法则来改进代码。具体来说，班级类只需要直接调用讲师类的 check_homework() 和 publish_announcement() 方法，而讲师类的 check_homework() 方法中需要传递一个 Homework 对象作为参数，这个 Homework 对象由学生类生成并自己管理，而不需要班级类介入。这样，班级类和学生类之间的耦合度得到了大大降低，系统可扩展性也得到了提高。

满足迪米特法则的版本：

```python

class Classroom:

def __init__(self, teacher, students):

self.teacher = teacher

self.students = students

def attend_class(self):

for student in self.students:

student.do_class()

def submit_homework(self):

for student in self.students:

self.teacher.check_homework(student.homework)

def publish_announcement(self, announcement):

self.teacher.publish_announcement(announcement)

class Teacher:

def __init__(self, name):

self.name = name

def check_homework(self, homework):

print(f"{self.name} is checking homework of {homework.student_name} ({homework.content})")

def publish_announcement(self, announcement):

print(f"{self.name} published announcement: {announcement}")

class Student:

def __init__(self, name):

self.name = name

self.homework = None

def do_class(self):

print(f"{self.name} attended class")

def do_homework(self):

self.homework = Homework(self.name, "math")

class Homework:

def __init__(self, student_name, content):

self.student_name = student_name

self.content = content

if __name__ == "__main__":

teacher = Teacher("Tom")

students = [Student("Alice"), Student("Bob")]

classroom = Classroom(teacher, students)

classroom.attend_class()

for student in students:

student.do_homework()

classroom.submit_homework()

classroom.publish_announcement("Today's class is over")

```

在这个版本中，班级类的 submit_homework() 方法和 publish_announcement() 方法只调用了讲师类的方法，并没有和学生类直接交互，从而实现了对象之间的解耦。

总结

迪米特法则是一种关注对象之间通信的软件设计原则，它可以帮助我们建立松散耦合的系统，提高系统的可扩展性、降低系统的维护成本。通过遵守迪米特法则，我们可以让对象之间只暴露必要的行为和属性，避免暴露过多细节，从而实现代码的高内聚、低耦合的目标。

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