设计模式—接口隔离原则（ISP）

news2024/11/28 8:30:38

1.背景

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）。

2.概念

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。

通俗的讲：

一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小的接口上的；
一个接口代表一个角色，不应当将不同的角色都交给一个接口。没有关系的接口合并在一起，形成一个臃肿的大接口，这是对角色和接口的污染；
使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好；
不要强迫客户使用它们不用的方法，如果强迫用户使用它们不使用的方法，那么这些客户就会面临由于这些不使用的方法的改变所带来的改变；

接口隔离原则和单一职责原则很像，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。

应用接口隔离原则的建议：

接口尽量小，但是要有限度，既不能是大而全的接口也不能是一个方法一个接口，这样就失去了面向抽象的意义，应该按照功能的密不可分来定义接口，而且应该是动态的，因为随着业务发展功能需求是有变化的，所以我们在设计的时候要考虑留好提前量，避免抽象的变化；
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；

3.案例分析

需求：我们要开发一个学生成绩管理项目，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。

/// <summary>
    /// 输入模块
    /// </summary>
    public interface IInputModule
    {
        /// <summary>
        /// 添加成绩
        /// </summary>
        void Insert();

        /// <summary>
        /// 删除成绩
        /// </summary>
        void Delete();

        /// <summary>
        /// 修改成绩
        /// </summary>
        void Modify();
    }

/// <summary>
    /// 统计模块
    /// </summary>
    public interface ICountModule
    {
        /// <summary>
        /// 计算总分
        /// </summary>
        void CountTotalScore();

        /// <summary>
        /// 计算平均分
        /// </summary>
        void CountAverage();
    }

/// <summary>
   /// 打印模块
   /// </summary>
    public interface IPrintModule
    {
        /// <summary>
        /// 打印学生信息
        /// </summary>
        void PrintStudentInfo();
        
        /// <summary>
        /// 查询学生信息
        /// </summary>
        void QueryStudentInfo();
    }

/// <summary>
    /// 实现类
    /// </summary>
    public class StudentSoreList : IInputModule, ICountModule, IPrintModule
    {
        private StudentSoreList()
        {
        }
        public static IInputModule GetInputModule()
        {
            return (IInputModule)new StudentSoreList();
        }
        public static ICountModule GetCountModule()
        {
            return (ICountModule)new StudentSoreList();
        }
        public static IPrintModule GetPrintModule()
        {
            return (IPrintModule)new StudentSoreList();
        }
        public void Insert()
        {
            Console.WriteLine("输入模块的Insert()方法被调用！");
        }
        public void Delete()
        {
             Console.WriteLine("输入模块的Delete()方法被调用！");
        }
        public void Modify()
        {
             Console.WriteLine("输入模块的Modify()方法被调用！");
        }
        public void CountTotalScore()
        {
             Console.WriteLine("统计模块的CountTotalScore()方法被调用！");
        }
        public void CountAverage()
        {
             Console.WriteLine("统计模块的CountAverage()方法被调用！");
        }
        public void PrintStudentInfo()
        {
             Console.WriteLine("打印模块的PrintStudentInfo()方法被调用！");
        }
        public void QueryStudentInfo()
        {
             Console.WriteLine("打印模块的QueryStudentInfo()方法被调用！");
        }
    }

{
        //ISP:接口隔离原则
        IInputModule inputModule = StudentSoreList.GetInputModule();
        inputModule.Insert();
        ICountModule countModule = StudentSoreList.GetCountModule();
        countModule.CountTotalScore();
        IPrintModule printModule = StudentSoreList.GetPrintModule();
        printModule.PrintStudentInfo();
    }

4.优缺点

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；

缺点：