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1.何為“高內(nèi)聚、低耦合”?
- 單一職責原則
- 面向接口，而非面向?qū)崿F(xiàn)來編程
“高內(nèi)聚、低耦合”是個通用設計思想，可指導：
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- 不同粒度代碼的設計與開發(fā)
如系統(tǒng)、模塊、類，甚至函數(shù)
- 不同開發(fā)場景
- 如微服務、框架、組件、類庫等
本文主要圍繞以“類”作為該設計思想的應用對象。
- “高內(nèi)聚”，指導類本身的設計
- “低耦合”，指導類與類之間依賴關系的設計
二者并非完全獨立，高內(nèi)聚有助于低耦合，低耦合又需要高內(nèi)聚的支持。
1.1 高內(nèi)聚
- 相近的功能，應放到同一個類
- 不相近的功能，不要放到同一個類
相近的功能往往會被同時修改，放到同一類中，修改會比較集中，代碼易維護。單一職責原則就是實現(xiàn)代碼高內(nèi)聚非常有效的設計原則。
1.2 低耦合
在代碼中，類與類之間的依賴關系簡單清晰。
即使兩個類有依賴關系，一個類的代碼改動不會或很少會導致依賴類的代碼改動。依賴注入、接口隔離、面向接口編程及迪米特法則都是為實現(xiàn)低耦合。
1.3 “內(nèi)聚”和“耦合”的關系
左邊代碼結(jié)構(gòu)是“高內(nèi)聚、低耦合”;右邊“低內(nèi)聚、緊耦合”：
左邊的代碼設計：
類的粒度較小，每個類的職責都比較單一。相近功能都放到了一個類，不相近功能分割到多個類。這樣類更加獨立，代碼內(nèi)聚性更好。
因為職責單一，所以每個類被依賴的類就會比較少，代碼低耦合。一個類的修改，只會影響到一個依賴類的代碼改動。只需要測試這一個依賴類是否還能正常工作即可。
右邊代碼設計：
類粒度比較大，低內(nèi)聚，功能大而全，不相近的功能放到了一個類中。導致很多其他類都依賴該類。修改這個類的某功能代碼時，會影響依賴它的多個類。我們需要測試這三個依賴類，是否還能正常工作，“牽一發(fā)而動全身”。
2.迪米特法則
Law of Demeter，LOD，從名字看不出這是個啥。它還有另外一個名字：最小知識原則。
The Least Knowledge Principle：Each unit should have only limited knowledge about other units: only units “closely” related to the current unit. Or: Each unit should only talk to its friends; Don’t talk to strangers.
每個模塊都只應該了解那些與它關系密切的模塊(units: only units “closely” related to the current unit)的有限知識(knowledge)。或者說，每個模塊只和自己的朋友“說話”(talk)，不和陌生人“說話”(tal?k)。
結(jié)合實際，定義描述中的“模塊”替換成“類”：
- 不該有直接依賴關系的類之間，不要有依賴
- 有依賴關系的類之間，盡量只依賴必要的接口(“有限知識”)
所以，迪米特法則其實包含兩部分，下面用兩個案例分別解讀。
3.案例
3.1 不該有直接依賴關系的類之間，不要有依賴
簡化的搜索引擎爬取網(wǎng)頁，包含如下主要類：
NetworkTransporter，負責底層網(wǎng)絡通信，根據(jù)請求獲取數(shù)據(jù)：
HtmlDownloader，通過URL獲取網(wǎng)頁：
Document，表示網(wǎng)頁文檔，后續(xù)的網(wǎng)頁內(nèi)容抽取、分詞、索引都是以此為處理對象：
如何重構(gòu)?
這段代碼雖然“能用”，但不夠“好用”。
NetworkTransporter，作為一個底層網(wǎng)絡通信類，應該盡可能通用，而不是只能下載HTML。所以，不應該直接依賴太具體的發(fā)送對象HtmlRequest，其設計違背迪米特法則，依賴了不該有直接依賴關系的HtmlRequest類。
假如你現(xiàn)在要去買東西，你肯定不會直接把錢包給收銀員，讓收銀員自己從里面拿錢，而是你從錢包里把錢拿出來交給收銀員。HtmlRequest對象相當于錢包，HtmlRequest里的address和content對象就相當于錢。
應將address和content交給NetworkTransporter，而非直接把HtmlRequest交給NetworkTransporter：
Document的問題：
- 構(gòu)造器中的downloader.downloadHtml()邏輯復雜，耗時長，不應放到構(gòu)造器，影響代碼可測試性
- HtmlDownloader對象在構(gòu)造器通過new來創(chuàng)建，違反面向接口編程，也影響代碼可測試性
- 業(yè)務上說，Document網(wǎng)頁文檔沒必要依賴HtmlDownloader類，違背迪米特法則
問題雖多，但修改簡單：
3.2 有依賴關系的類之間，盡量只依賴必要的接口。
Serialization類負責對象的序列化和反序列化：
單看類的設計，沒問題。但若放到特定應用場景，假設項目中的有些類只用到序列化操作，而另一些類只用到反序列化。那么，基于 有依賴關系的類之間，盡量只依賴必要的接口：
- 只用到序列化操作的那部分類不應依賴反序列化接口
- 只用到反序列化操作的那部分類不應依賴序列化接口
據(jù)此，應將Serialization類
方案一：拆分為兩個更小粒度的類
- 只負責序列化(Serializer類)
- 只負責反序列化(Deserializer類)
盡管拆分后的代碼更能滿足迪米特法則，但卻違背高內(nèi)聚。高內(nèi)聚要求相近功能放到同一類中，方便功能修改時，修改的地方不太散亂。
針對本案例，若業(yè)務要求修改序列化實現(xiàn)方式，從JSON換成XML，則反序列化實現(xiàn)邏輯也要一起改。未拆分前，只需修改一個類，拆分后，卻要修改兩個類!
既不想違背高內(nèi)聚，也不想違背迪米特法則，怎么辦?
方案二：引入兩個接口
盡管還是要往Demo1的構(gòu)造器傳入包含序列化和反序列化的Serialization實現(xiàn)類，但依賴的Serializable接口只包含序列化操作，Demo1無法使用Serialization類中的反序列化接口，對反序列化操作無感知，符合迪米特法則的“依賴有限接口”。
也體現(xiàn)了“面向接口編程”，結(jié)合迪米特法則，可總結(jié)出：“基于最小接口，而非最大實現(xiàn)來編程”。
多想一點點
本案例的重構(gòu)方案，整個類只包含序列化、反序列化倆操作，只用到序列化操作的使用者，即便能夠感知到僅有的一個反序列化方法，問題也不大。為滿足迪米特法則，將一個簡單的類，拆出兩個接口，是過度設計嗎?設計原則本身無對錯，只有能否用對之說。不要為了用設計原則而用，應該具體問題具體分析。
Serialization類只包含兩個操作，確實沒啥必要拆成倆接口。但若對Serialization類添加更多功能，實現(xiàn)更多更好用的序列化、反序列化方法，重新考慮該問題：
這種場景下，方案二設計更好。因為本案例的應用場景，大部分代碼只用到序列化功能，這些用戶無需了解反序列化，而修改后的Serialization類，反序列化的“知識”，從一個方法變成三個。一旦任一反序列化操作有代碼改動，都需要檢查、測試所有依賴Serialization類的代碼是否還能正常工作。
為減少耦合和降低測試的工作量，應按迪米特法則，隔離反序列化和序列化的功能。
4.總結(jié)
4.1 高內(nèi)聚、低耦合
能有效提高代碼的可讀性和可維護性，縮小功能改動導致的代碼改動范圍：
- 高內(nèi)聚，指導類本身的設計
就是指相近的功能應該放到同一個類中，不相近的功能不要放到同一類中。相近的功能往往會被同時修改，放到同一個類中，修改會比較集中
- 低耦合，指導類與類之間依賴關系的設計
在代碼中，類與類之間的依賴關系簡單清晰。即使兩個類有依賴關系，一個類的代碼改動也不會或者很少導致依賴類的代碼改動。
4.2 迪米特法則
不該有直接依賴關系的類之間，不要有依賴;有依賴關系的類之間，盡量只依賴必要的接口。迪米特法則希望減少類之間的耦合，讓類越獨立越好。每個類都應該少了解系統(tǒng)的其他部分。一旦發(fā)生變化，需要了解這一變化的類就會比較少。
參考：
[1]. 《重構(gòu)》
[2]. 《代碼設計之丑》
網(wǎng)頁名稱：如何利用迪米特法則實現(xiàn)“高內(nèi)聚、低耦合”？
網(wǎng)頁路徑：http://m.fisionsoft.com.cn/article/cdjejod.html
