5-软件设计原则详解-依赖倒置原则

1. 依赖倒置原则 (Dependency Inversion Principle, DIP)

1. 定义：

1. 高层模块不应该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象
2. 抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象

2. 解释：

• 通过抽象（接口或抽象类）进行解耦
• 使用依赖注入等技术实现
• 提高代码的可测试性和灵活性

3. 关键点：

• 传统的依赖关系（如分层架构中）是自上而下的，高层模块直接调用低层模块，导致紧耦合。
• DIP通过引入抽象（接口或抽象类）将依赖关系“倒置”，使高层和低层模块都依赖抽象，而非具体实现。

4. 什么是“倒置”？

传统依赖关系（未倒置）

• 高层模块直接依赖低层模块：

  高层模块 → 低层模块
  

  问题：低层模块的改动会直接影响高层模块（例如修改数据库访问代码会导致业务逻辑变动）。

倒置后的依赖关系

• 高层和低层模块均依赖抽象：

  高层模块 → 抽象 ← 低层模块
  

  效果：

  • 高层模块不再直接依赖低层模块，而是通过抽象间接调用。
  • 低层模块需要实现抽象接口，从而“依赖”抽象。
  • 依赖方向从“自上而下”变为“双向依赖抽象”，这就是“倒置”的含义。

5. 高层模块 vs 低层模块

高层模块（High-Level Module）

• 定义：包含核心业务逻辑、应用策略的模块，通常解决复杂问题。
• 特点：
  • 关注“做什么”（What），而非“如何做”（How）。
  • 例如：订单处理系统、支付流程控制器。
• 传统误区：高层模块直接调用低层模块的具体实现（如*Impl类）。

低层模块（Low-Level Module）

• 定义：实现具体技术细节的模块，通常是一些基础服务或工具。
• 特点：
  • 关注“如何做”（How），例如数据库访问、文件IO、网络通信。
  • 例如：MySQL数据库操作、Redis缓存实现。
• 传统误区：低层模块的设计直接影响高层模块。

6. 实际应用场景

• 插件式架构：通过抽象允许动态扩展功能（如IDE的插件系统）。
• 单元测试：高层模块通过抽象接口可轻松Mock低层模块。
• 框架设计：框架定义抽象接口，用户提供具体实现（如Spring的DataSource）。

通过DIP，系统的核心逻辑（高层模块）不再受技术细节（低层模块）的束缚，从而更易于扩展和维护。

示例：

// 违反DIP
class LightBulb {
    public void turnOn() { /* ... */ }
    public void turnOff() { /* ... */ }
}

class Switch {
    private LightBulb bulb;
    
    public Switch(LightBulb bulb) {
        this.bulb = bulb;
    }
    
    public void operate() {
        // 直接依赖具体实现
        bulb.turnOn();
    }
}

// 遵循DIP
interface Switchable {
    void turnOn();
    void turnOff();
}

class LightBulb implements Switchable {
    public void turnOn() { /* ... */ }
    public void turnOff() { /* ... */ }
}

class Fan implements Switchable {
    public void turnOn() { /* ... */ }
    public void turnOff() { /* ... */ }
}

class Switch {
    private Switchable device;
    
    public Switch(Switchable device) {
        this.device = device;
    }
    
    public void operate() {
        device.turnOn();
    }
}