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接口隔離原則(Interface Segregation Principle,ISP)

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接口隔離原則:

1.使用多個專門的接口比使用單一的總接口要好。
2.一個類對另外一個類的依賴性應當是建立在最小的接口上的。
3.一個接口代表一個角色,不應當將不同的角色都交給一個接口。沒有關系的接口合並在一起,形成一個臃腫的大接口,這是對角色和接口的汙染。
4.“不應該強迫客戶依賴於它們不用的方法。接口屬於客戶,不屬於它所在的類層次結構。”這個說得很明白了,再通俗點說,不要強迫客戶使用它們不用的方法,如果強迫用戶使用它們不使用的方法,那麽這些客戶就會面臨由於這些不使用的方法的改變所帶來的改變。

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拆分為獨立的幾個接口,類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關系。也就是采用接口隔離原則。

舉例來說明接口隔離原則:

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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,雖然他們都存在著用不到的方法(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 { @Override public void method1() { System.out.println("類B實現接口I的方法1"); } @Override public void method2() { System.out.println("類B實現接口I的方法2"); } @Override 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為空,也要將這兩個沒有作用的方法進行實現。 @Override public void method4() { } @Override 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 { @Override 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為空,也要將這兩個沒有作用的方法進行實現。 @Override public void method2() { } @Override public void method3() { } @Override public void method4() { System.out.println("類D實現接口I的方法4"); } @Override public void method5() { System.out.println("類D實現接口I的方法5"); } } 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為符合接口隔離原則,就必須對接口I進行拆分。在這裏我們將原有的接口I拆分為三個接口,拆分後的設計如圖2所示:

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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 {
    @Override
    public void method1() {
        System.out.println("類B實現接口I1的方法1");
    }

    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("類B實現接口I2的方法2");
    }

    @Override
    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 {
    @Override
    public void method1() {
        System.out.println("類D實現接口I1的方法1");
    }

    @Override
    public void method4() {
        System.out.println("類D實現接口I3的方法4");
    }

    @Override
    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,盡量細化接口,接口中的方法盡量少。也就是說,我們要為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為3個專用的接口所采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,單一職責原則原註重的是職責;而接口隔離原則註重對接口依賴的隔離。其二,單一職責原則主要是約束類,其次才是接口和方法,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。

采用接口隔離原則對接口進行約束時,要註意以下幾點:

  • 接口盡量小,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,使設計復雜化。所以一定要適度。
  • 為依賴接口的類定制服務,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。只有專註地為一個模塊提供定制服務,才能建立最小的依賴關系。
  • 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。

Ref:

設計模式六大原則(4):接口隔離原則(Interface Segregation Principle)

接口隔離原則(Interface Segregation Principle,ISP)