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接口隔离原则——面向对象设计原则

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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。

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。
  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
学生成绩管理程序的类图
图1 学生成绩管理程序的类图
程序代码如下:
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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