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设计模式六大原则(4):接口隔离原则

定义:客户端不应该依赖它不需要的接口;一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

问题由来:类A通过接口I依赖类B,类C通过接口I依赖类D,如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口,则类B和类D必须去实现他们不需要的方法。

解决方案:将臃肿的接口I拆分为独立的几个接口,类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则。

举例来说明接口隔离原则:

(图1  未遵循接口隔离原则的设计)

         这个图的意思是:类A依赖接口I中的方法1、方法2、方法3,类B是对类A依赖的实现。类C依赖接口I中的方法1、方法4、方法5,类D是对类C依赖的实现。对于类B和类D来说,虽然他们都存在着用不到的方法(也就是图中红色字体标记的方法),但由于实现了接口I,所以也必须要实现这些用不到的方法。对类图不熟悉的可以参照程序代码来理解,代码如下:

 1 interface I {
 2     public void method1();
 3     public void method2();
 4     public void method3();
 5     public void method4();
 6     public void method5();
 7 }
 8 
 9 class A{
10     public void depend1(I i){
11         i.method1();
12     }
13     public void depend2(I i){
14         i.method2();
15     }
16     public void depend3(I i){
17         i.method3();
18     }
19 }
20 
21 class B implements I{
22     public void method1() {
23         System.out.println("类B实现接口I的方法1");
24     }
25     public void method2() {
26         System.out.println("类B实现接口I的方法2");
27     }
28     public void method3() {
29         System.out.println("类B实现接口I的方法3");
30     }
31     //对于类B来说,method4和method5不是必需的,但是由于接口A中有这两个方法,
32     //所以在实现过程中即使这两个方法的方法体为空,也要将这两个没有作用的方法进行实现。
33     public void method4() {}
34     public void method5() {}
35 }
36 
37 class C{
38     public void depend1(I i){
39         i.method1();
40     }
41     public void depend2(I i){
42         i.method4();
43     }
44     public void depend3(I i){
45         i.method5();
46     }
47 }
48 
49 class D implements I{
50     public void method1() {
51         System.out.println("类D实现接口I的方法1");
52     }
53     //对于类D来说,method2和method3不是必需的,但是由于接口A中有这两个方法,
54     //所以在实现过程中即使这两个方法的方法体为空,也要将这两个没有作用的方法进行实现。
55     public void method2() {}
56     public void method3() {}
57 
58     public void method4() {
59         System.out.println("类D实现接口I的方法4");
60     }
61     public void method5() {
62         System.out.println("类D实现接口I的方法5");
63     }
64 }
65 
66 public class Client{
67     public static void main(String[] args){
68         A a = new A();
69         a.depend1(new B());
70         a.depend2(new B());
71         a.depend3(new B());
72         
73         C c = new C();
74         c.depend1(new D());
75         c.depend2(new D());
76         c.depend3(new D());
77     }
78 }

       可以看到,如果接口过于臃肿,只要接口中出现的方法,不管对依赖于它的类有没有用处,实现类中都必须去实现这些方法,这显然不是好的设计。如果将这个设计修改为符合接口隔离原则,就必须对接口I进行拆分。在这里我们将原有的接口I拆分为三个接口,拆分后的设计如图2所示:

(图2  遵循接口隔离原则的设计)

照例贴出程序的代码,供不熟悉类图的朋友参考:

 1 interface I1 {
 2     public void method1();
 3 }
 4 
 5 interface I2 {
 6     public void method2();
 7     public void method3();
 8 }
 9 
10 interface I3 {
11     public void method4();
12     public void method5();
13 }
14 
15 class A{
16     public void depend1(I1 i){
17         i.method1();
18     }
19     public void depend2(I2 i){
20         i.method2();
21     }
22     public void depend3(I2 i){
23         i.method3();
24     }
25 }
26 
27 class B implements I1, I2{
28     public void method1() {
29         System.out.println("类B实现接口I1的方法1");
30     }
31     public void method2() {
32         System.out.println("类B实现接口I2的方法2");
33     }
34     public void method3() {
35         System.out.println("类B实现接口I2的方法3");
36     }
37 }
38 
39 class C{
40     public void depend1(I1 i){
41         i.method1();
42     }
43     public void depend2(I3 i){
44         i.method4();
45     }
46     public void depend3(I3 i){
47         i.method5();
48     }
49 }
50 
51 class D implements I1, I3{
52     public void method1() {
53         System.out.println("类D实现接口I1的方法1");
54     }
55     public void method4() {
56         System.out.println("类D实现接口I3的方法4");
57     }
58     public void method5() {
59         System.out.println("类D实现接口I3的方法5");
60     }
61 }

       接口隔离原则的含义是:建立单一接口,不要建立庞大臃肿的接口,尽量细化接口,接口中的方法尽量少。也就是说,我们要为各个类建立专用的接口,而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。本文例子中,将一个庞大的接口变更为3个专用的接口所采用的就是接口隔离原则。在程序设计中,依赖几个专用的接口要比依赖一个综合的接口更灵活。接口是设计时对外部设定的“契约”,通过分散定义多个接口,可以预防外来变更的扩散,提高系统的灵活性和可维护性。

         说到这里,很多人会觉的接口隔离原则跟之前的单一职责原则很相似,其实不然。其一,单一职责原则原注重的是职责;而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离。其二,单一职责原则主要是约束类,其次才是接口和方法,它针对的是程序中的实现和细节;而接口隔离原则主要约束接口接口,主要针对抽象,针对程序整体框架的构建。

         采用接口隔离原则对接口进行约束时,要注意以下几点:

  • 接口尽量小,但是要有限度。对接口进行细化可以提高程序设计灵活性是不挣的事实,但是如果过小,则会造成接口数量过多,使设计复杂化。所以一定要适度。
  • 为依赖接口的类定制服务,只暴露给调用的类它需要的方法,它不需要的方法则隐藏起来。只有专注地为一个模块提供定制服务,才能建立最小的依赖关系。
  • 提高内聚,减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

运用接口隔离原则,一定要适度,接口设计的过大或过小都不好。设计接口的时候,只有多花些时间去思考和筹划,才能准确地实践这一原则。

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