【Java 设计模式】设计原则之依赖倒置原则

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在软件开发中，设计原则是创建灵活、可维护和可扩展软件的基础。
这些原则为我们提供了指导方针，帮助我们构建高质量、易理解的代码。
✨单一职责原则（SRP）
✨开放/封闭原则（OCP）
✨里氏替换原则（LSP）
✨依赖倒置原则（DIP）
✨接口隔离原则（ISP）
✨合成/聚合复用原则（CARP）
✨迪米特法则（LoD）

在面向对象设计中，依赖倒置原则是一个重要的设计原则，它强调高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体实现，而具体实现应该依赖于抽象。通过遵循依赖倒置原则，我们可以创建更加灵活、可维护和可扩展的系统。在本文中，我们将深入研究依赖倒置原则，了解其定义、背后的理念以及如何在实际开发中应用。

1. 定义

依赖倒置原则是由罗伯特·C·马丁（Robert C. Martin）提出的，它规定高层模块不应该依赖于低层模块，而是应该依赖于抽象。这意味着高层模块和低层模块都应该依赖于共同的抽象。抽象不应该依赖于具体实现，而具体实现应该依赖于抽象。这有助于减少模块之间的耦合，提高系统的灵活性。

2. 好处

依赖倒置原则有助于提高系统的灵活性、可维护性和可扩展性。以下是一些应用依赖倒置原则的好处：

降低耦合性：

通过依赖于抽象而不是具体实现，减少了模块之间的耦合。高层模块和低层模块都依赖于相同的抽象，使得它们之间的关系更加灵活。
提高灵活性：

由于高层模块不直接依赖于低层模块的具体实现，系统更容易适应变化。可以更方便地替换或修改模块的具体实现。
可维护性：

依赖倒置原则使得系统更容易维护。当系统需要变化时，只需关注抽象和高层模块的接口，而不必修改低层模块的具体实现。
可测试性：

依赖于抽象使得模块更容易进行单元测试，因为可以使用抽象的实现进行测试，而不必依赖于具体的实现。

3. 应用

在应用依赖倒置原则时，我们可以考虑以下几个方面：

定义抽象接口或抽象类：

高层模块和低层模块都应该依赖于相同的抽象。定义一个抽象接口或抽象类，描述模块之间的通信协议。
高层模块依赖于抽象：

高层模块应该依赖于抽象，而不是具体的低层模块。通过依赖于抽象，高层模块不关心低层模块的具体实现细节。
低层模块实现抽象：

低层模块应该实现抽象定义的接口或抽象类。确保低层模块的具体实现符合抽象的约定。
通过依赖注入传递依赖关系：

使用依赖注入等方式，通过接口或抽象类的构造函数、方法参数等传递依赖关系，确保高层模块不直接创建或依赖于具体实现。

4. 示例

假设我们有一个电脑装配的场景，其中有一个高层模块 Computer 和两个低层模块 Motherboard 和 CPU。我们可以通过定义一个抽象接口 Component 来实现依赖倒置原则。

Component.java

package com.cheney.demo;

public interface Component {
    void operate();
}

Motherboard.java

package com.cheney.demo;

public class Motherboard implements Component {
    @Override
    public void operate() {
        System.out.println("主板正在运行");
    }
}

CPU.java

package com.cheney.demo;

public class CPU implements Component {
    @Override
    public void operate() {
        System.out.println("CPU正在运行");
    }
}

Computer.java

package com.cheney.demo;

public class Computer {
    private Component motherboard;
    private Component cpu;

    public Computer(Component motherboard, Component cpu) {
        this.motherboard = motherboard;
        this.cpu = cpu;
    }

    public void start() {
        System.out.println("电脑开机");
        motherboard.operate();
        cpu.operate();
    }
}

在这个例子中，Computer 类依赖于 Component 抽象，而不直接依赖于具体的 Motherboard 和 CPU 类。通过依赖注入的方式传递依赖关系，确保了高层模块不直接依赖于低层模块的具体实现。

结语

依赖倒置原则是面向对象设计中一个基本而重要的原则，它有助于创建灵活、可维护、可扩展的代码。通过定义抽象、依赖于抽象并通过依赖注入传递依赖关系，我们能够降低模块之间的耦合性，提高系统的灵活性。在实际项目中，开发人员应该时刻关注模块之间的依赖关系，确保符合依赖倒置原则，从而提高系统的质量。

【Java 设计模式】系列《23 种设计模式》与《7 大设计原则》总纲
🚩设计原则
✨单一职责原则（SRP）规定一个类应该只有一个引起变化的原因
✨开放/封闭原则（OCP）表明软件实体应该是可以扩展的，但是不可修改的
✨里氏替换原则（LSP）强调派生类必须能够替代其基类而不引起程序错误
✨依赖倒置原则（DIP）倡导高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象
✨接口隔离原则（ISP）提倡一个类不应该被强迫依赖它不使用的接口
✨合成/聚合复用原则（CARP）建议尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承
✨迪米特法则（LoD）规定一个对象应该对其他对象有最少的了解

🚀创建型设计模式
✨单例模式保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局点
✨工厂方法模式定义一个用于创建对象的接口，但是由子类决定实例化哪一个类
✨抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类
✨建造者模式将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示
✨原型模式通过复制现有的对象来创建新对象，而不是从头开始创建

🚀结构型设计模式
✨适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口
✨桥接模式将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化
✨组合模式将对象以树形结构组合以表示“部分-整体”的层次结构
✨装饰器模式动态地给一个对象添加一些额外的职责
✨外观模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面
✨代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问
✨享元模式用共享的方式高效地支持大量小粒度对象

🚀行为型设计模式
✨观察者模式定义对象间的一对多依赖，当一个对象改变状态，所有依赖者都会受到通知并自动更新
✨策略模式定义一系列算法，将它们封装起来，并且使它们可以相互替换
✨命令模式将请求封装成对象，使得可以用不同的请求对客户进行参数化
✨状态模式允许对象在其内部状态改变时改变它的行为
✨责任链模式为解除请求的发送者和接收者之间的耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求
✨访问者模式将算法与对象结构分离，并且可以在不改变对象结构的前提下定义新的操作
✨中介者模式用一个中介对象来封装一系列的对象交互
✨备忘录模式在不破坏封装的情况下，捕获对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态
✨迭代器模式提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示
✨模版方法模式定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中
✨解释器模式定义一个语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子