Java設計模式（3：介面隔離原則和迪米特法則詳解)

2021 年 6 月 9 日
筆記
JAVA, Java設計模式, 設計模式

一、介面隔離原則

使用多個介面，而不使用單一的介面，客戶端不應該依賴它不需要的介面。盡量的細化介面的職責，降低類的耦合度。

我們先來看一個例子：

小明家附近新開了一家動物園，裡面有老虎、鳥兒、長頸鹿…..周末在逛動物園的時候，小明突發奇想，想用一種方式記錄一下這些動物的習性，於是他將老虎和鳥兒的習性結合了一下，寫了下面這段程式碼：

動物行為

// 動物行為
public interface Animal {

    // 吃
    public void eat();

    // 游泳
    public void swim();

    // 飛
    public void fly();
}

老虎Tiger

// 老虎
public class Tiger implements Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("老虎在吃雞肉.....");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("老虎在游泳.....");
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("老虎不能飛.....");
    }
}

小鳥Brid

// 小鳥
public class Brid implements Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("小鳥在吃蟲子.....");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("小鳥不會游泳.....");
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("小鳥正在飛.....");
    }
}

寫完上面的三段程式碼後，小明發現了問題：在Animal介面的三個方法中，Tiger是不會飛的，所以fly()方法對於Tiger是沒有用的；Bird是不會游泳的，所以swim()方法對於Bird是沒有用的。這樣一來，Brid類和Tiger類都會空置一個方法，對於程式碼的結構設計來說不太合理。於是，他劃掉了上面的三段程式碼，仔細思索了一會兒，寫出了下面這幾段程式碼：

// 游泳
public interface ISwim {
    public void swim();
}

// 吃
public interface IEat {
    public void eat();
}

// 飛
public interface IFly {
    public void fly();
}

小鳥Bird

// 小鳥
public class Brid implements IEat,IFly {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("小鳥在吃蟲子.....");
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("小鳥正在飛.....");
    }
}

老虎Tiger

// 老虎
public class Tiger implements IEat,ISwim {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("老虎在吃雞肉.....");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("老虎在游泳.....");
    }
}

這樣來看，將eat、swim、fly三種方法拆分開來，分別放在三個不同的介面里，這樣動物擁有哪幾種習性就實現哪幾個介面，不會再用空置的方法存在，這樣看起來也簡潔明了，來看看類圖：

二、迪米特法則

又被成為最少知道原則，指的是一個對象應該對其他對象保持最少的了解。一個實體類應當盡量少地和其他實體之間發生相互作用，使得系統模組相互獨立。形象來說就是：只和朋友交流，不和陌生人說話。

迪米特法則認為，一個對象或方法，它只能夠調用以下對象：

該對象本身
作為參數傳進來的對象
在方法內創建的對象

我們先來模擬一個超市購物的場景：顧客Customer到收銀台結賬，收銀員PaperBoy負責收錢。

顧客的錢包Wallet

// 錢包
public class Wallet {

    // 錢包里裝的錢
    private Float value;

    // 構造器
    public Wallet(Float value) {
        this.value = value;
    }

    // 獲得錢包里的錢的金額
    public Float getMoney(){
        return this.value;
    }

    // 付賬時 減錢
    public void reduceMoney(Float money){
        this.value -= money;
    }
}

顧客Customer

// 顧客
public class Customer {

    private Wallet wallet = new Wallet(50f);

    public Wallet getWallet() {
        return wallet;
    }
}

收銀員PaperBoy

// 收銀員
public class PaperBoy {

    // 收銀員收錢
    public void charge(Customer customer,Float money){
        Wallet wallet = customer.getWallet();
        if (wallet.getMoney() >= money){
            System.out.println("顧客付賬：" + money +"元");
            // 減去 應付的錢
            wallet.reduceMoney(money);
            System.out.println("錢包里還剩："+wallet.getMoney()+"元");
        } else {
            System.out.println("錢包里的金額不夠......");
        }
    }
 }

測試、運行

// 測試
public static void main(String[] args) {
    PaperBoy paperBoy = new PaperBoy();
    Customer customer = new Customer();
    paperBoy.charge(customer,20f);
}

從測試程式碼和運行的結果來看，好像並沒有什麼問題。讓我們來看一下類圖：

從類圖中我們發現：PaperBoy類與Wallet類有著千絲萬縷的關係，顧客（Customer）的錢包（Wallet）好像並不是自己來控制的，而是由收銀員（PaperBoy）來決定的，就連錢包（Wallet）裡面的錢夠不夠也是由收銀員（PaperBoy）來判斷的；相當於顧客（Customer）將自己的錢包（Wallet）暴露給了收銀（PaperBoy），這樣來看，問題就很嚴重了，顧客（Customer）的隱私受到了侵犯，說大點就是民事糾紛，是可以上法庭的，可以通過法律追究責任的。所以我們思考良久，將上述程式碼改成下面這般：

錢包Wallet類不變，顧客Customer去掉給出錢包的getWallet()方法，增加付錢的pay()方法：

// 顧客
public class Customer {

    private Wallet wallet = new Wallet(50f);

    // 顧客自己付錢
    public void pay(Float money){
        if (wallet.getMoney() >= money){
            System.out.println("顧客付賬：" + money +"元");
            // 減去 應付的錢
            wallet.reduceMoney(money);
            System.out.println("錢包里還剩："+wallet.getMoney()+"元");
        } else {
            System.out.println("錢包里的金額不夠......");
        }
    }
}

收銀員PaperBoy類中的charge()方法中的程式碼刪除原有的邏輯，改為調用顧客Customer類中的付錢pay()方法：

// 收銀員
public class PaperBoy {

    // 收銀員收錢
    public void charge(Customer customer,Float money){
        customer.pay(money);
    }
}

測試程式碼不變，我們再來看看類圖：

從類的結構圖來看：收銀員PaperBoy只和顧客Customer有聯繫，錢包Wallet只和顧客Customer有聯繫。再此情況下，如果把錢包Wallet也當作一個人來看的話，這個就是如下的關係：

顧客Customer和錢包Wallet是朋友
顧客Customer和收銀員PaperBoy是朋友
錢包Wallet和收銀員PaperBoy是陌生人

這個就符合我們所說的迪米特法則中的核心：只和朋友交流，不和陌生人說話。

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