【实验】软件设计原则，迪米特法则与开闭原则

（一）实验原理
1、迪米特法则：不要和“陌生人”说话。或只与你的直接朋友通信。 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。
2、开闭原则：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。
（二）实验内容
1、在某图形库API中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创建不同的显示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下图所示。

在该图形库中，每个图形类的init()方法用于初始化所创建的图形，setColor()方法用于给图形设置边框颜色，fill()方法用于给图形设置填充颜色，setSize()方法用于设置图形的大小，display()方法用于显示图形。客户类（Client）在使用该图形库时发现存在如下问题：
①由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形，因此在更换图形时需要修改客户类源代码；
②在图形库中增加并使用新的图形时需要修改客户类源代码；
③客户类在每次使用图形对象之前需要先创建图形对象，有些图形的创建过程较为复杂，导致客户类代码冗长且难以维护。
现需要根据面向对象设计原则对系统进行重构，画类图。需求如下：
①隔离图形的创建和使用，将图形的创建过程封装在专门的类中，客户类在使用时无须直接创建图形对象，甚至不需要关心具体图形类类名。
②客户类能够方便地更换图形或使用新增图形，无须针对具体图形类编程，符合开闭原则。

重构后类图如下：

2、体育老师让体委清点全班女生人数，类图如下：

代码如下：

老师不应该执行任何与女学生相关的操作，显然违反了迪米特法则。重新设计类图，编码实现，符合迪米塔法则。

重构后类图如下：

重构后代码如下：
Teacher：

GroupLeader：

Girl:

Client：

运行结果：

3、在某绘图软件中提供了多种大小不同的画笔（pen），并且可以给画笔指定不同颜色，某设计人员针对画笔的结构设计了如下图所示的类图。

通过仔细分析，设计人员发现该类图存在非常严重的问题，如果需要增加一种新的大小的笔或者增加一种新的颜色，都需要增加很多子类，如增加一种绿色，则对应每一种大学的笔都需要增加一只绿色笔，系统中类的个数急剧增加。试根据依赖倒转原则和合成复用原则对该设计方案进行重构，使得增加新的大小的笔和增加新的颜色都比较方便。
重构后类图如下：