【C++设计模式】依赖倒转原则

2023年8月30日，周三上午

概述
含义
举个简单的例子
传统做法
使用依赖倒转原则
代码说明
再举一个具体的例子
以生活为例

概述

依赖倒转原则(Dependency Inversion Principle,DIP)是面向对象设计中的一个基本原则。

含义

高层模块不应该依赖低层模块,两者都应该依赖其抽象。

也就是说:

高层模块不应该直接依赖低层模块,两者之间应使用抽象来解耦。
具体实现应该依赖抽象,而不应该依赖细节。
抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。

举个简单的例子

高层模块:用户模块
低层模块:数据库模块
抽象:接口或抽象基类

传统做法

这违反了依赖倒转原则，因为高层用户模块直接依赖了低层数据库模块。

用户模块 -> 直接依赖数据库模块

使用依赖倒转原则

定义一个数据库操作的接口或抽象基类
数据库模块实现这个接口/基类
用户模块只依赖接口/基类,通过接口/基类与数据库模块解耦

         依赖                 实现
用户模块 -----> 接口/抽象基类<-----数据库模块

这样一来,用户模块与数据库模块的依赖关系就通过抽象进行了解耦。如果需要替换数据库,只需要修改数据库模块的实现,不影响用户模块。

总之，依赖倒转原则通过抽象层解耦高低层模块的依赖关系,提高了模块的独立性、可扩展性和可维护性。

代码说明

这里用一个简单的代码例子来说明依赖倒转原则。

            依赖                   实现
UserModule -----> 抽象类IDataBase<-----MysqlDatabase

首先定义一个数据库操作的接口:

// 抽象接口
class IDatabase {
public:virtual void Insert(const string& data) = 0;virtual void Select() = 0;
};

然后实现这个接口的具体数据库类:

// 具体实现
class MysqlDatabase : public IDatabase{
public:void Insert(const string& data) override {// 具体插入逻辑}void Select() override {// 具体查询逻辑 }
};

用户模块只依赖接口,不依赖具体实现:

// 用户模块
class UserModule {
private:IDatabase* db;public:UserModule(IDatabase* db) : db(db) {}void Run() {// ...db->Insert("some data");db->Select();}
};

在主函数中:

int main() {MysqlDatabase mysql;UserModule user(&mysql);user.Run();return 0;
}

在这个程序里:

用户模块只依赖抽象接口IDatabase,不依赖具体的MysqlDatabase类。
MysqlDatabase实现了IDatabase接口。
通过接口解耦了用户模块和数据库模块的依赖关系。

如果需要替换数据库,只需要修改MysqlDatabase实现,而不影响用户模块。这就是依赖倒转原则的实现。

再举一个具体的例子

在windows平台上用这套

                依赖                实现
DrawingProgram -----> 抽象类IShape<-----RectangleOnWindows

在Linux平台上用这套

                依赖                实现
DrawingProgram -----> 抽象类IShape<-----RectangleOnLinux

#include<iostream>class IShape {
public:virtual void draw() = 0;
};//在windows平台上画矩形
class RectangleOnWindows : public IShape {
public:void draw() override {std::cout << "在Windows上画矩形" << std::endl;std::cout << "先画左边和右边，再画上边和下边" << std::endl;}  
};//在Linux平台上画矩形
class RectangleOnLinux : public IShape {
public:void draw() override {std::cout << "在Linux上画矩形" << std::endl;std::cout << "先画上边和左边，再画下边和右边" << std::endl;}  
};class DrawingProgram {
private:IShape* shape;public:DrawingProgram(IShape* shape) {this->shape = shape;}void run() {shape->draw();}
};
int main() {//在Windows平台上用这一套RectangleOnWindows ROW;DrawingProgram program(&ROW);program.run();//在Linux平台上用这一套
//  RectangleOnLinux ROL;
//  DrawingProgram program(&ROL);
//  program.run();return 0;
}

这这个程序中: