软件架构设计原则之依赖倒置原则

本文节选自《设计模式就该这样学》

依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle，DIP）是指设计代码结构时，高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象。抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。通过依赖倒置，可以减少类与类之间的耦合性，提高系统的稳定性，提高代码的可读性和可维护性，并且能够降低修改程序所造成的风险。接下来看一个案例，还是以Course（课程）为例，先来创建一个类Tom：

public class Tom {
    public void studyJavaCourse(){
        System.out.println("Tom在学习Java的课程");
    }

    public void studyPythonCourse(){
        System.out.println("Tom在学习Python的课程");
    }
}

来调用一下：

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom();
    tom.studyJavaCourse();
    tom.studyPythonCourse();
}

Tom热爱学习，目前正在学习Java课程和Python课程。大家都知道，学习也是会上瘾的。随着学习兴趣的“暴涨”，现在Tom还想学习AI（人工智能）的课程。这时候，因为业务扩展，要从低层到高层（调用层）依次修改代码。在Tom类中增加studyAICourse()方法，在高层也要追加调用。如此一来，系统发布以后，实际上是非常不稳定的，在修改代码的同时也会带来意想不到的风险。接下来我们优化代码，创建一个课程的抽象ICourse接口：

public interface ICourse {
    void study();
}

然后编写JavaCourse类：

public class JavaCourse implements ICourse {
    @Override
    public void study() {
        System.out.println("Tom在学习Java课程");
    }
}

再实现PythonCourse类：

public class PythonCourse implements ICourse {
    @Override
    public void study() {
        System.out.println("Tom在学习Python课程");
    }
}

修改Tom类：

public class Tom {
    public void study(ICourse course){
        course.study();
    }
}

来看调用代码：

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom();
    tom.study(new JavaCourse());
    tom.study(new PythonCourse());
}

这时候再看来代码，Tom的兴趣无论怎么暴涨，对于新的课程，只需要新建一个类，通过传参的方式告诉Tom，而不需要修改底层代码。实际上这是一种大家非常熟悉的方式，叫依赖注入。注入的方式还有构造器方式和Setter方式。我们来看构造器注入方式：

public class Tom {

    private ICourse course;

    public Tom(ICourse course){
        this.course = course;
    }

    public void study(){
        course.study();
    }
}

看调用代码：

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom(new JavaCourse());
    tom.study();
}

根据构造器方式注入，在调用时，每次都要创建实例。如果Tom是全局单例，则我们就只能选择用Setter方式来注入，继续修改Tom类的代码：

public class Tom {
    private ICourse course;
    public void setCourse(ICourse course) {
        this.course = course;
    }
    public void study(){
        course.study();
    }
}

看调用代码：

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom();
    tom.setCourse(new JavaCourse());
    tom.study();

    tom.setCourse(new PythonCourse());
    tom.study();
}

现在我们再来看最终的类图，如下图所示。

大家要切记：以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定得多，因此在拿到需求之后，要面向接口编程，先顶层再细节地设计代码结构。

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