接口隔离原则——面向对象设计原则
面向对象设计原则除了开闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则和单一职责原则以外,还有接口隔离原则、迪米特法则和合成复用原则。本节将详细介绍接口隔离原则。
2002 年罗伯特·C.马丁给“接口隔离原则”的定义是:客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法(Clients should not be forced to depend on methods they do not use)。该原则还有另外一个定义:一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上(The dependency of one class to another one should depend on the smallest possible interface)。
以上两个定义的含义是:要为各个类建立它们需要的专用接口,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。
接口隔离原则和单一职责都是为了提高类的内聚性、降低它们之间的耦合性,体现了封装的思想,但两者是不同的:
下面以学生成绩管理程序为例介绍接口隔离原则的应用。
【例1】学生成绩管理程序。
分析:学生成绩管理程序一般包含插入成绩、删除成绩、修改成绩、计算总分、计算均分、打印成绩信息、査询成绩信息等功能,如果将这些功能全部放到一个接口中显然不太合理,正确的做法是将它们分别放在输入模块、统计模块和打印模块等 3 个模块中,其类图如图 1 所示。
图1 学生成绩管理程序的类图
程序代码如下:
程序的运行结果如下:
接口隔离原则的定义
接口隔离原则(Interface Segregation Principle,ISP)要求程序员尽量将臃肿庞大的接口拆分成更小的和更具体的接口,让接口中只包含客户感兴趣的方法。2002 年罗伯特·C.马丁给“接口隔离原则”的定义是:客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法(Clients should not be forced to depend on methods they do not use)。该原则还有另外一个定义:一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上(The dependency of one class to another one should depend on the smallest possible interface)。
以上两个定义的含义是:要为各个类建立它们需要的专用接口,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。
接口隔离原则和单一职责都是为了提高类的内聚性、降低它们之间的耦合性,体现了封装的思想,但两者是不同的:
- 单一职责原则注重的是职责,而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离。
- 单一职责原则主要是约束类,它针对的是程序中的实现和细节;接口隔离原则主要约束接口,主要针对抽象和程序整体框架的构建。
接口隔离原则的优点
接口隔离原则是为了约束接口、降低类对接口的依赖性,遵循接口隔离原则有以下 5 个优点。- 将臃肿庞大的接口分解为多个粒度小的接口,可以预防外来变更的扩散,提高系统的灵活性和可维护性。
- 接口隔离提高了系统的内聚性,减少了对外交互,降低了系统的耦合性。
- 如果接口的粒度大小定义合理,能够保证系统的稳定性;但是,如果定义过小,则会造成接口数量过多,使设计复杂化;如果定义太大,灵活性降低,无法提供定制服务,给整体项目带来无法预料的风险。
- 使用多个专门的接口还能够体现对象的层次,因为可以通过接口的继承,实现对总接口的定义。
- 能减少项目工程中的代码冗余。过大的大接口里面通常放置许多不用的方法,当实现这个接口的时候,被迫设计冗余的代码。
接口隔离原则的实现方法
在具体应用接口隔离原则时,应该根据以下几个规则来衡量。- 接口尽量小,但是要有限度。一个接口只服务于一个子模块或业务逻辑。
- 为依赖接口的类定制服务。只提供调用者需要的方法,屏蔽不需要的方法。
- 了解环境,拒绝盲从。每个项目或产品都有选定的环境因素,环境不同,接口拆分的标准就不同深入了解业务逻辑。
- 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。
下面以学生成绩管理程序为例介绍接口隔离原则的应用。
【例1】学生成绩管理程序。
分析:学生成绩管理程序一般包含插入成绩、删除成绩、修改成绩、计算总分、计算均分、打印成绩信息、査询成绩信息等功能,如果将这些功能全部放到一个接口中显然不太合理,正确的做法是将它们分别放在输入模块、统计模块和打印模块等 3 个模块中,其类图如图 1 所示。
图1 学生成绩管理程序的类图
package principle; public class ISPtest { public static void main(String[] args) { InputModule input =StuScoreList.getInputModule(); CountModule count =StuScoreList.getCountModule(); PrintModule print =StuScoreList.getPrintModule(); input.insert(); count.countTotalScore(); print.printStuInfo(); //print.delete(); } } //输入模块接口 interface InputModule { void insert(); void delete(); void modify(); } //统计模块接口 interface CountModule { void countTotalScore(); void countAverage(); } //打印模块接口 interface PrintModule { void printStuInfo(); void queryStuInfo(); } //实现类 class StuScoreList implements InputModule,CountModule,PrintModule { private StuScoreList(){} public static InputModule getInputModule() { return (InputModule)new StuScoreList(); } public static CountModule getCountModule() { return (CountModule)new StuScoreList(); } public static PrintModule getPrintModule() { return (PrintModule)new StuScoreList(); } public void insert() { System.out.println("输入模块的insert()方法被调用!"); } public void delete() { System.out.println("输入模块的delete()方法被调用!"); } public void modify() { System.out.println("输入模块的modify()方法被调用!"); } public void countTotalScore() { System.out.println("统计模块的countTotalScore()方法被调用!"); } public void countAverage() { System.out.println("统计模块的countAverage()方法被调用!"); } public void printStuInfo() { System.out.println("打印模块的printStuInfo()方法被调用!"); } public void queryStuInfo() { System.out.println("打印模块的queryStuInfo()方法被调用!"); } }
程序的运行结果如下:
输入模块的insert()方法被调用! 统计模块的countTotalScore()方法被调用! 打印模块的printStuInfo()方法被调用!
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