设计模式六大原则（4）：接口隔离原则

注：原文地址为/article/1425259.html。我只是把java转成C++而已，语言只是工具，但我不是很习惯用java。

定义：客户端不应该依赖它不需要的接口；一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

问题由来：类A通过接口I依赖类B，类C通过接口I依赖类D，如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口，则类B和类D必须去实现他们不需要的方法。

解决方案：将臃肿的接口I拆分为独立的几个接口，类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则。

举例来说明接口隔离原则：



（图1 未遵循接口隔离原则的设计）

这个图的意思是：类A依赖接口I中的方法1、方法2、方法3，类B是对类A依赖的实现。类C依赖接口I中的方法1、方法4、方法5，类D是对类C依赖的实现。对于类B和类D来说，虽然他们都存在着用不到的方法（也就是图中红色字体标记的方法），但由于实现了接口I，所以也必须要实现这些用不到的方法。对类图不熟悉的可以参照程序代码来理解，代码如下：

struct I
{
public:
void method1() = NULL;
void method2() = NULL;
void method3() = NULL;
void method4() = NULL;
void method5() = NULL;
};

class A
{
public:
void depend1(I *pI)
{
pI->method1();
}

void depend2(I *pI)
{
pI->method2();
}

void depend3(I *pI)
{
pI->method3();
}
};

class B : public I
{
public:
void method1()
{
cout<<"类B实现接口I的方法1"<<endl;
}
void method2()
{
cout<<"类B实现接口I的方法2"<<endl;
}
void method3()
{
cout<<"类B实现接口I的方法3"<<endl;
}
//对于类B来说，method4和method5不是必需的，但是由于接口A中有这两个方法，
//所以在实现过程中即使这两个方法的方法体为空，也要将这两个没有作用的方法进行实现。
void method4() {}
void method5() {}
};

class C
{
public:
void depend1(I *pI)
{
pI->method1();
}

void depend2(I *pI)
{
pI->method4();
}

void depend3(I *pI)
{
pI->method5();
}
};

class D : public I
{
public:
void method1()
{
cout<<"类D实现接口I的方法1"<<endl;
}
//对于类D来说，method2和method3不是必需的，但是由于接口A中有这两个方法，
//所以在实现过程中即使这两个方法的方法体为空，也要将这两个没有作用的方法进行实现。
void method2() {}
void method3() {}

void method4()
{
cout<<"类D实现接口I的方法4"<<endl;
}
void method5()
{
cout<<"类D实现接口I的方法5"<<endl;
}
};

int main()
{
A a;
B b;
C c;
a.depend1(&b);
a.depend2(&b);
a.depend3(&b);

D d;
c.depend1(&d);
c.depend2(&d);
c.depend3(&d);
return 0;
}

可以看到，如果接口过于臃肿，只要接口中出现的方法，不管对依赖于它的类有没有用处，实现类中都必须去实现这些方法，这显然不是好的设计。如果将这个设计修改为符合接口隔离原则，就必须对接口I进行拆分。在这里我们将原有的接口I拆分为三个接口，拆分后的设计如图2所示：



（图2 遵循接口隔离原则的设计）

照例贴出程序的代码，供不熟悉类图的朋友参考：

struct I1
{
void method1() = NULL;
};

struct I2
{
void method2() = NULL;
void method3() = NULL;
};

struct I3
{
void method4() = NULL;
void method5() = NULL;
};

class A
{
public:
void depend1(I1 *pI)
{
pI->method1();
}

void depend2(I2 *pI)
{
pI->method2();
}

void depend3(I2 *pI)
{
pI->method3();
}
};

class B : public I1, public I2
{
public:
void method1()
{
cout<<"类B实现接口I的方法1"<<endl;
}
void method2()
{
cout<<"类B实现接口I的方法2"<<endl;
}
void method3()
{
cout<<"类B实现接口I的方法3"<<endl;
}
};

class C
{
public:
void depend1(I1 *pI)
{
pI->method1();
}

void depend2(I3 *pI)
{
pI->method4();
}

void depend3(I3 *pI)
{
pI->method5();
}
};

class D : public I1, public I3
{
public:
void method1()
{
cout<<"类D实现接口I的方法1"<<endl;
}

void method4()
{
cout<<"类D实现接口I的方法4"<<endl;
}
void method5()
{
cout<<"类D实现接口I的方法5"<<endl;
}
};

int main()
{
A a;
B b;
C c;
a.depend1(&b);
a.depend2(&b);
a.depend3(&b);

D d;
c.depend1(&d);
c.depend2(&d);
c.depend3(&d);
return 0;
}

接口隔离原则的含义是：建立单一接口，不要建立庞大臃肿的接口，尽量细化接口，接口中的方法尽量少。也就是说，我们要为各个类建立专用的接口，而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。本文例子中，将一个庞大的接口变更为3个专用的接口所采用的就是接口隔离原则。在程序设计中，依赖几个专用的接口要比依赖一个综合的接口更灵活。接口是设计时对外部设定的“契约”，通过分散定义多个接口，可以预防外来变更的扩散，提高系统的灵活性和可维护性。

说到这里，很多人会觉的接口隔离原则跟之前的单一职责原则很相似，其实不然。其一，单一职责原则原注重的是职责；而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离。其二，单一职责原则主要是约束类，其次才是接口和方法，它针对的是程序中的实现和细节；而接口隔离原则主要约束接口接口，主要针对抽象，针对程序整体框架的构建。

采用接口隔离原则对接口进行约束时，要注意以下几点：

接口尽量小，但是要有限度。对接口进行细化可以提高程序设计灵活性是不挣的事实，但是如果过小，则会造成接口数量过多，使设计复杂化。所以一定要适度。
为依赖接口的类定制服务，只暴露给调用的类它需要的方法，它不需要的方法则隐藏起来。只有专注地为一个模块提供定制服务，才能建立最小的依赖关系。
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。

运用接口隔离原则，一定要适度，接口设计的过大或过小都不好。设计接口的时候，只有多花些时间去思考和筹划，才能准确地实践这一原则。