设计模式——三：依赖倒置原则

2024-03-13 20:32:27

什么是依赖倒置原则？
为什么要用依赖倒置原则？
依赖的三种写法

什么是依赖倒置原则？

先看看依赖倒置原则的原始定义：

High level modules should not depend upon low level modules. Both should depend upon abstractions. Abstractions should not depend upon details. Details should depend upon abstractions

翻译一下，包含三层定义：

● 高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象；
● 抽象不应该依赖细节；
● 细节应该依赖抽象。

高层模块和低层模块容易理解，每一个逻辑的实现都是由原子逻辑组成的，不可分割的原子逻辑就是低层模块，原子逻辑的再组装就是高层模块。

抽象和细节呢？在Java语言中，抽象就是指接口或抽象类，两者都是不能直接被实例化的；细节就是实现类，实现接口或继承抽象类而产生的类就是细节，其特点就是可以直接被实例化。

依赖倒置原则在Java语言中的表现就是：
● 模块间的依赖通过抽象发生，实现类之间不发生直接的依赖关系，其依赖关系是通过接口或抽象类产生的；
● 接口或抽象类不依赖于实现类；
● 实现类依赖接口或抽象类。

为什么要用依赖倒置原则？

采用依赖倒置原则可以减少类间的耦合性，提高系统的稳定性，降低并行开发引起的风险，提高代码的可读性和可维护性。

以司机驾驶奔驰车为例：

3-1：司机驾驶奔驰车类图

奔驰车提供一个方法run，代表车辆运行。
奔驰车类：

public class Benz { 
 //汽车会跑 
  public void run(){ 
    System.out.println("奔驰汽车开始运行..."); 
   }
}

司机通过调用奔驰车的run方法开动奔驰车.
司机类：

public class Driver { 
  //司机的主要职责就是驾驶汽车
   public void drive(Benz benz){ 
   benz.run();
   }
 }

有车，有司机，在Client场景类产生相应的对象.
场景类：

public class Client { 
  public static void main(String[] args) { 
    Driver zhangSan = new Driver();
    Benz benz = new Benz(); //张三开奔驰车 
    zhangSan.drive(benz);
   } 
 }

以上实现了司机开车的场景，在功能上是没有问题。

现在新的需求来了，司机不仅要开奔驰车，还要开宝马车。

宝马车类：

public class BMW { 
  //宝马车当然也可以开动了
   public void run(){ 
     System.out.println("宝马汽车开始运行..."); 
    }
 }

现在发现问题了，司机没有开动宝马车类的方法，怎么办？给司机类添加开宝马车的方法吗？如果接下来司机要开挖掘机呢？在这里，司机类和奔驰车类之间是紧耦合的关系，其导致的结果就是系统的可维护性大大降低。

这时候就应该引入依赖倒置原则。

3-2：引入依赖倒置原则后的类图

建立两个接口：IDriver和ICar，分别定义了司机和汽车的各个职能，司机实现现drive()方法。

司机接口：

public interface IDriver { 
 //老司机，会开车
  public void drive(ICar car); 
}

司机实现类：实现IDriver接口：

public class Driver implements IDriver{
  //司机的主要职责就是驾驶汽车 
  public void drive(ICar car){
     car.run();
 } 
}

在IDriver中，通过传入ICar接口实现了抽象之间的依赖关系，Driver实现类也传入了ICar 接口，至于到底是哪个型号的Car，需要在高层模块中声明。

汽车接口及两个实现类：

public interface ICar { 
 public void run();
 }

//奔驰汽车类
public class Benz implements ICar{ 
  public void run(){ 
  System.out.println("奔驰汽车开始运行...");
 } 
}

//宝马汽车类
public class BMW implements ICar{ 
  public void run(){ 
    System.out.println("宝马汽车开始运行...");
  } 
}

业务场景类：

public class Client { 
  public static void main(String[] args) { 
    IDriver zhangSan = new Driver(); 

    ICar benz = new Benz();
    //张三开奔驰车
     zhangSan.drive(benz); 

    ICar bmw = new BMW(); 
    //张三开宝马车
    zhangSan.drive(bmw);

   } 

}

在新增加低层模块时，只修改了业务场景类，也就是高层模块，对其他低层模块如 Driver类不需要做任何修改，业务就可以运行，把“变更”引起的风险扩散降到最低。

依赖的三种写法

依赖是可以传递的，A对象依赖B对象，B又依赖C，C又依赖D——只要做到抽象依赖，即使是多层的依赖传递也是没有丝毫问题的。

对象的依赖关系有三种方式来传递，如下所示：

1.构造函数传递依赖对象

在类中通过构造函数声明依赖对象，按照依赖注入的说法，这种方式叫做构造函数注入，按照这种方式的注入，对IDriver和Driver进行修改。

public interface IDriver { 
  //司机就会开车
   public void drive(); 
}

public class Driver implements IDriver{
  private ICar car; 
  //构造函数注入 
  public Driver(ICar _car){ 
    this.car = _car; 
  }
  //司机的主要职责就是驾驶汽车 
  public void drive(){ 
    this.car.run(); 
  } 

}

2、Setter方法传递依赖对象

在抽象中设置Setter方法声明依赖关系，依照依赖注入的说法，这是Setter依赖注入，按照这种方式的注入，对IDriver和Driver进行修改：

public interface IDriver { 
  //车辆型号 
  public void setCar(ICar car);
 //是司机就应该会驾驶汽车
  public void drive(); 
}

public class Driver implements IDriver{
  private ICar car; 
  public void setCar(ICar car){ 
  this.car = car; 
  }

 //司机的主要职责就是驾驶汽车
 public void drive(){ 
   this.car.run();
  } 

}

3、接口声明依赖对象

在接口的方法中声明依赖对象，未修改的IDriver和Driver就采用了接口声明依赖的方式，该方法也叫做接口注入。

public interface IDriver { 
 //老司机，会开车
  public void drive(ICar car); 
}

public class Driver implements IDriver{
   //司机的主要职责就是驾驶汽车 
   public void drive(ICar car){ 
     car.run(); 
   } 
}

⇐⇐ 设计模式—— 二：里氏替换原则

参考：

【1】：《设计模式之禅》
【2】：谈一谈依赖倒置原则
【3】：设计模式六大原则（3）：依赖倒置原则
【4】：聊聊设计模式原则（三） -- 依赖倒置原则

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