設計原則（3） -- 依賴倒置原則

依賴倒置原則的定義

依賴倒置原則（Dependence Inversion Principle，DIP）是 Object Mentor 公司總裁羅伯特·馬丁（Robert C.Martin）於 1996 年在 C++ Report 上發表的文章。

依賴倒置原則的原始定義爲：高層模塊不應該依賴低層模塊，兩者都應該依賴其抽象；抽象不應該依賴細節，細節應該依賴抽象（High level modules shouldnot depend upon low level modules.Both should depend upon abstractions.Abstractions should not depend upon details. Details should depend upon abstractions）。其核心思想是：要面向接口編程，不要面向實現編程。

依賴倒置原則是實現開閉原則的重要途徑之一，它降低了客戶與實現模塊之間的耦合。

由於在軟件設計中，細節具有多變性，而抽象層則相對穩定，因此以抽象爲基礎搭建起來的架構要比以細節爲基礎搭建起來的架構要穩定得多。這裏的抽象指的是接口或者抽象類，而細節是指具體的實現類。

使用接口或者抽象類的目的是制定好規範和契約，而不去涉及任何具體的操作，把展現細節的任務交給它們的實現類去完成。

依賴、倒置原則的作用

依賴倒置原則的主要作用如下。

• 依賴倒置原則可以降低類間的耦合性。
• 依賴倒置原則可以提高系統的穩定性。
• 依賴倒置原則可以減少並行開發引起的風險。
• 依賴倒置原則可以提高代碼的可讀性和可維護性。

依賴倒置原則的實現方法

依賴倒置原則的目的是通過要面向接口的編程來降低類間的耦合性，所以我們在實際編程中只要遵循以下4點，就能在項目中滿足這個規則。

1. 每個類儘量提供接口或抽象類，或者兩者都具備。
2. 變量的聲明類型儘量是接口或者是抽象類。
3. 任何類都不應該從具體類派生。
4. 使用繼承時儘量遵循里氏替換原則。

下面以“顧客購物程序”爲例來說明依賴倒置原則的應用。

【例1】依賴倒置原則在“顧客購物程序”中的應用。

分析：本程序反映了 “顧客類”與“商店類”的關係。商店類中有 sell() 方法，顧客類通過該方法購物以下代碼定義了顧客類通過韶關網店 ShaoguanShop 購物：

class Customer
{
    public void shopping(ShaoguanShop shop)
    {
        //購物
        System.out.println（shop.sell());
    }
}

但是，這種設計存在缺點，如果該顧客想從另外一家商店（如婺源網店 WuyuanShop）購物，就要將該顧客的代碼修改如下：

class Customer
{
    public void shopping(WuyuanShop shop)
    {
        //購物
        System.out.println(shop.sell());
    }
}

顧客每更換一家商店，都要修改一次代碼，這明顯違背了開閉原則。存在以上缺點的原因是：顧客類設計時同具體的商店類綁定了，這違背了依賴倒置原則。解決方法是：定義“婺源網店”和“韶關網店”的共同接口 Shop，顧客類面向該接口編程，其代碼修改如下：

class Customer
{
    public void shopping(Shop shop)
    {
        //購物
        System.out.println(shop.sell());
    }
}

這樣，不管顧客類 Customer 訪問什麼商店，或者增加新的商店，都不需要修改原有代碼了，其類圖如圖 1 所示。

圖1 顧客購物程序的類圖

程序代碼如下：

package principle;
public class DIPtest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Customer wang=new Customer();
        System.out.println("顧客購買以下商品："); 
        wang.shopping(new ShaoguanShop()); 
        wang.shopping(new WuyuanShop());
    }
}
//商店
interface Shop
{
    public String sell(); //賣
}
//韶關網店
class ShaoguanShop implements Shop
{
    public String sell()
    {
        return "韶關土特產：香菇、木耳……"; 
    } 
}
//婺源網店
class WuyuanShop implements Shop
{
    public String sell()
    {
        return "婺源土特產：綠茶、酒糟魚……"; 
    }
} 
//顧客
class Customer
{
    public void shopping(Shop shop)
    {
        //購物
        System.out.println(shop.sell()); 
    }
}

程序的運行結果如下：

顧客購買以下商品：
韶關土特產：香菇、木耳……
婺源土特產：綠茶、酒糟魚……