设计模式六大原则(四)----接口隔离原则

一. 接口隔离原则的定义

Clients should not be forced to depend upon interfaces that they don't use.

客户端只依赖于它所需要的接口；它需要什么接口就提供什么接口，把不需要的接口剔除掉。

The dependency of one class to another one should depend on the smallest possible interface.

类间的依赖关系应建立在最小的接口上。

也就是说: 接口尽量细化，接口中的方法尽量少

二. 接口隔离原则和单一职责原则

从功能上来看，接口隔离原则和单一职责原则都是为了提高类的内聚, 降低类之间的耦合, 体现了封装的思想。但二者还是有区别的。

（1）从原则约束来看: 接口隔离原则更关注的是接口依赖程度的隔离；而单一职责原则更加注重的是接口职责的划分。

（2）从接口的细化程度来看: 单一职责原则对接口的划分更加精细，而接口隔离原则注重的是相同功能的接口的隔离。接口隔离里面的最小接口有时可以是多个单一职责的公共接口。

（3）单一职责原则更加偏向对业务的约束: 接口隔离原则更加偏向设计架构的约束。这个应该好理解，职责是根据业务功能来划分的，所以单一原则更加偏向业务；而接口隔离更多是为了“高内聚”，偏向架构的设计。

三. 接口隔离原则的优点

接口隔离原则是为了约束接口、降低类对接口的依赖性，遵循接口隔离原则有以下 5 个优点。

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；然而，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。

四. 接口隔离原则的实现方法

在具体应用接口隔离原则时，应该根据以下几个规则来衡量。
1）接口要尽量小
不能出现Fat Interface；但是要有限度，首先不能违反单一职责原则（不能一个接口对应半个职责）。

2）接口要高内聚
在接口中尽量少公布public方法。
接口是对外的承诺，承诺越少对系统的开发越有利。

3）定制服务
只提供访问者需要的方法。例如，为管理员提供IComplexSearcher接口，为公网提供ISimpleSearcher接口。

4）接口的设计是有限度的
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, 需要深入了解业务逻辑。

五. 接口隔离原则的建议

一个接口只服务于一个子模块或业务逻辑；
通过业务逻辑压缩接口中的public方法；
已被污染了的接口，尽量去修改；若变更的风险较大，则采用适配器模式转化处理；
拒绝盲从

五. 案例分析

下面以学生成绩管理为例来说明接口隔离原则:

分析：学生成绩管理程序一般包含查询成绩、新增成绩、删除成绩、修改成绩、计算总分、计算平均分、打印成绩信息等功能，通常我们会怎么做呢？

一: 最初的设计

通常我们设计接口的方式如下:

public interface IStudentScore {
    // 查询成绩
    public void queryScore();

    // 修改成绩
    public void updateScore();

    // 添加成绩
    public void saveScore();

    // 删除成绩
    public void delete();

    // 计算总分
    public double sum();

    // 计算平均分
    public double avg();

    // 打印成绩单
    public void printScore();

}

我们会吧所有的功能都放在一个接口里面. 这会产生什么样的问题呢?
首先, 接口的方法很多, 不利于扩展. 比如: 学生只有查看成绩,打印成绩单的权限, 没有增删改的权限; 老师拥有所有的权限.
查询成绩单:

package com.lxl.www.designPatterns.sixPrinciple.interfaceSegregationPrinciple.score;

public class QueryScore implements IStudentScore{
    @Override
    public void queryScore() {
        // 查询成绩
    }

    @Override
    public void updateScore() {
         // 没有权限
    }

    @Override
    public void saveScore() {
        // 没有权限
    }

    @Override
    public void delete() {
        // 没有权限
    }

    @Override
    public double sum() {
        // 没有权限
        return 0;
    }

    @Override
    public double avg() {
        // 没有权限
        return 0;
    }

    @Override
    public void printScore() {
        //打印成绩单
    }
}

操作成绩单

package com.lxl.www.designPatterns.sixPrinciple.interfaceSegregationPrinciple.score;

public class Operate implements IStudentScore{
    @Override
    public void queryScore() {

    }

    @Override
    public void updateScore() {

    }

    @Override
    public void saveScore() {

    }

    @Override
    public void delete() {

    }

    @Override
    public double sum() {
        return 0;
    }

    @Override
    public double avg() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void printScore() {

    }
}

可以看出问题. 查询成绩单, 我们只会用到两个方法, 可是因为实现了接口, 不得不重写所有的方法.
如果这时候增加需求--发送给家长, 只有老师才有这个权限, 学生没有这个权限. 可是, 在接口中增加一个抽象方法以后, 所有的实现类都要重写这个方法. 这就违背了开闭原则.

2. 使用接口隔离原则的设计

采用接口隔离原则设计的接口, UML图如下:

public interface IQueryScore {
    // 查询成绩
    public void queryScore();

    // 打印成绩单
    public void printScore();
}

public interface IOperateScore {

    // 修改成绩
    public void updateScore();

    // 添加成绩
    public void saveScore();

    // 删除成绩
    public void delete();

    // 计算总分
    public double sum();

    // 计算平均分
    public double avg();

}


public class StudentOperate implements IQueryScore{
    @Override
    public void queryScore() {
        // 查询成绩
    }

    @Override
    public void printScore() {
        //打印成绩单
    }
}


public class TeacherOperate implements IQueryScore, IOperateScore{
    @Override
    public void queryScore() {

    }

    @Override
    public void updateScore() {

    }

    @Override
    public void saveScore() {

    }

    @Override
    public void delete() {

    }

    @Override
    public double sum() {
        return 0;
    }

    @Override
    public double avg() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void printScore() {

    }
}

我们将原来的一个接口进行了接口拆分. 分为查询接口和操作接口. 这样学生端就不需要重写和他不相关的接口了.

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，其类图如图 1 所示

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