設計模式六大原則（4）：接口隔離原則

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定義：客戶端不應該依賴它不需要的接口；一個類對另一個類的依賴應該建立在最小的接口上。

問題由來：類A通過接口I依賴類B，類C通過接口I依賴類D，如果接口I對於類A和類B來說不是最小接口，則類B和類D必須去實現他們不需要的方法。

解決方案：將臃腫的接口I拆分爲獨立的幾個接口，類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關係。也就是採用接口隔離原則。

舉例來說明接口隔離原則：

（圖1  未遵循接口隔離原則的設計）

         這個圖的意思是：類A依賴接口I中的方法1、方法2、方法3，類B是對類A依賴的實現。類C依賴接口I中的方法1、方法4、方法5，類D是對類C依賴的實現。對於類B和類D來說，雖然他們都存在着用不到的方法（也就是圖中紅色字體標記的方法），但由於實現了接口I，所以也必須要實現這些用不到的方法。對類圖不熟悉的可以參照程序代碼來理解，代碼如下：

interface I {
    public void method1();
    public void method2();
    public void method3();
    public void method4();
    public void method5();
}

class A{
    public void depend1(I i){
        i.method1();
    }
    public void depend2(I i){
        i.method2();
    }
    public void depend3(I i){
        i.method3();
    }
}

class B implements I{
    public void method1() {
        System.out.println("類B實現接口I的方法1");
    }
    public void method2() {
        System.out.println("類B實現接口I的方法2");
    }
    public void method3() {
        System.out.println("類B實現接口I的方法3");
    }
    //對於類B來說，method4和method5不是必需的，但是由於接口A中有這兩個方法，
    //所以在實現過程中即使這兩個方法的方法體爲空，也要將這兩個沒有作用的方法進行實現。
    public void method4() {}
    public void method5() {}
}

class C{
    public void depend1(I i){
        i.method1();
    }
    public void depend2(I i){
        i.method4();
    }
    public void depend3(I i){
        i.method5();
    }
}

class D implements I{
    public void method1() {
        System.out.println("類D實現接口I的方法1");
    }
    //對於類D來說，method2和method3不是必需的，但是由於接口A中有這兩個方法，
    //所以在實現過程中即使這兩個方法的方法體爲空，也要將這兩個沒有作用的方法進行實現。
    public void method2() {}
    public void method3() {}

    public void method4() {
        System.out.println("類D實現接口I的方法4");
    }
    public void method5() {
        System.out.println("類D實現接口I的方法5");
    }
}

public class Client{
    public static void main(String[] args){
        A a = new A();
        a.depend1(new B());
        a.depend2(new B());
        a.depend3(new B());

        C c = new C();
        c.depend1(new D());
        c.depend2(new D());
        c.depend3(new D());
    }
}

        可以看到，如果接口過於臃腫，只要接口中出現的方法，不管對依賴於它的類有沒有用處，實現類中都必須去實現這些方法，這顯然不是好的設計。如果將這個設計修改爲符合接口隔離原則，就必須對接口I進行拆分。在這裏我們將原有的接口I拆分爲三個接口，拆分後的設計如圖2所示：

（圖2  遵循接口隔離原則的設計）

照例貼出程序的代碼，供不熟悉類圖的朋友參考：

interface I1 {
    public void method1();
}

interface I2 {
    public void method2();
    public void method3();
}

interface I3 {
    public void method4();
    public void method5();
}

class A{
    public void depend1(I1 i){
        i.method1();
    }
    public void depend2(I2 i){
        i.method2();
    }
    public void depend3(I2 i){
        i.method3();
    }
}

class B implements I1, I2{
    public void method1() {
        System.out.println("類B實現接口I1的方法1");
    }
    public void method2() {
        System.out.println("類B實現接口I2的方法2");
    }
    public void method3() {
        System.out.println("類B實現接口I2的方法3");
    }
}

class C{
    public void depend1(I1 i){
        i.method1();
    }
    public void depend2(I3 i){
        i.method4();
    }
    public void depend3(I3 i){
        i.method5();
    }
}

class D implements I1, I3{
    public void method1() {
        System.out.println("類D實現接口I1的方法1");
    }
    public void method4() {
        System.out.println("類D實現接口I3的方法4");
    }
    public void method5() {
        System.out.println("類D實現接口I3的方法5");
    }
}

        接口隔離原則的含義是：建立單一接口，不要建立龐大臃腫的接口，儘量細化接口，接口中的方法儘量少。也就是說，我們要爲各個類建立專用的接口，而不要試圖去建立一個很龐大的接口供所有依賴它的類去調用。本文例子中，將一個龐大的接口變更爲3個專用的接口所採用的就是接口隔離原則。在程序設計中，依賴幾個專用的接口要比依賴一個綜合的接口更靈活。接口是設計時對外部設定的“契約”，通過分散定義多個接口，可以預防外來變更的擴散，提高系統的靈活性和可維護性。

         說到這裏，很多人會覺的接口隔離原則跟之前的單一職責原則很相似，其實不然。其一，單一職責原則原注重的是職責；而接口隔離原則注重對接口依賴的隔離。其二，單一職責原則主要是約束類，其次纔是接口和方法，它針對的是程序中的實現和細節；而接口隔離原則主要約束接口接口，主要針對抽象，針對程序整體框架的構建。

         採用接口隔離原則對接口進行約束時，要注意以下幾點：

• 接口儘量小，但是要有限度。對接口進行細化可以提高程序設計靈活性是不掙的事實，但是如果過小，則會造成接口數量過多，使設計複雜化。所以一定要適度。
• 爲依賴接口的類定製服務，只暴露給調用的類它需要的方法，它不需要的方法則隱藏起來。只有專注地爲一個模塊提供定製服務，才能建立最小的依賴關係。
• 提高內聚，減少對外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

運用接口隔離原則，一定要適度，接口設計的過大或過小都不好。設計接口的時候，只有多花些時間去思考和籌劃，才能準確地實踐這一原則。