接口隔离原则,到底什么需要隔离?

接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)是SOLID五大设计原则之一,其核心思想是:客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法;接口应当尽量小而专一,避免创建“胖”接口(即一个接口中定义了太多的方法)。

通过应用接口隔离原则,可以使系统更加灵活,维护性更高,并且减少类之间的耦合。

需要隔离的内容

  1. 方法:一个接口中不应包含过多的方法,特别是那些客户端不需要使用的方法。
  2. 实现:不同的接口实现应该针对特定的客户端需求,而不是一个通用的实现服务于所有客户端。
  3. 变化:接口的变化应该只影响到依赖于该接口的部分客户端,而不是所有客户端。

Java示例

假设我们设计一个系统,系统中有打印机(Printer)和复印机(Copier),同时也有一种设备是多功能一体机(MultiFunctionPrinter),即可以打印,也可以复印。

违反接口隔离原则的设计

// 胖接口
public interface Machine {void print();void copy();
}public class Printer implements Machine {@Overridepublic void print() {// 实现打印System.out.println("Printing document.");}@Overridepublic void copy() {// 打印机不具备复印功能,但由于实现了Machine接口,这里必须提供空实现或抛出异常throw new UnsupportedOperationException("Copy not supported.");}
}public class Copier implements Machine {@Overridepublic void print() {// 复印机不具备打印功能,这里必须提供空实现或抛出异常throw new UnsupportedOperationException("Print not supported.");}@Overridepublic void copy() {// 实现复印System.out.println("Copying document.");}
}public class MultiFunctionPrinter implements Machine {@Overridepublic void print() {System.out.println("Printing document.");}@Overridepublic void copy() {System.out.println("Copying document.");}
}

在上面的设计中,PrinterCopier类被迫实现了它们不需要的方法,这违反了接口隔离原则。

符合接口隔离原则的设计

// 将接口拆分为更小的、专一的接口
public interface PrinterInterface {void print();
}public interface CopierInterface {void copy();
}// 单独实现打印功能的类
public class Printer implements PrinterInterface {@Overridepublic void print() {System.out.println("Printing document.");}
}// 单独实现复印功能的类
public class Copier implements CopierInterface {@Overridepublic void copy() {System.out.println("Copying document.");}
}// 实现多功能一体机,同时实现两个接口
public class MultiFunctionPrinter implements PrinterInterface, CopierInterface {@Overridepublic void print() {System.out.println("Printing document.");}@Overridepublic void copy() {System.out.println("Copying document.");}
}

在符合接口隔离原则的设计中,我们将Machine接口拆分为PrinterInterfaceCopierInterface,这样每个类只需关心它需要实现的功能。Printer类只实现打印接口,Copier类只实现复印接口,而MultiFunctionPrinter类则实现两个接口,从而提供了打印和复印功能。

好处

  1. 高内聚低耦合:每个接口都只负责一项职责,类之间的依赖关系更加明确。
  2. 灵活性增强:可以更容易地添加新功能或修改现有功能,而不会影响其他不相关的功能。
  3. 可维护性提高:当一个接口发生变化时,只需修改依赖于该接口的类,而不会影响其他类。

通过应用接口隔离原则,我们可以设计出更加清晰、灵活和可维护的系统。

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