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设计模式六大原则（4）：接口隔离原则

 
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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：

[java] view plaincopy
  1. interfaceI{
  2. publicvoidmethod1();
  3. publicvoidmethod2();
  4. publicvoidmethod3();
  5. publicvoidmethod4();
  6. publicvoidmethod5();
  7. }
  9. classA{
  10. publicvoiddepend1(Ii){
  11. i.method1();
  12. }
  13. publicvoiddepend2(Ii){
  14. i.method2();
  15. }
  16. publicvoiddepend3(Ii){
  17. i.method3();
  18. }
  19. }
  21. classBimplementsI{
  22. publicvoidmethod1(){
  23. System.out.println("类B实现接口I的方法1");
  24. }
  25. publicvoidmethod2(){
  26. System.out.println("类B实现接口I的方法2");
  27. }
  28. publicvoidmethod3(){
  29. System.out.println("类B实现接口I的方法3");
  30. }
  31. //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，
  32. //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。
  33. publicvoidmethod4(){}
  34. publicvoidmethod5(){}
  35. }
  37. classC{
  38. publicvoiddepend1(Ii){
  39. i.method1();
  40. }
  41. publicvoiddepend2(Ii){
  42. i.method4();
  43. }
  44. publicvoiddepend3(Ii){
  45. i.method5();
  46. }
  47. }
  49. classDimplementsI{
  50. publicvoidmethod1(){
  51. System.out.println("类D实现接口I的方法1");
  52. }
  53. //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，
  54. //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。
  55. publicvoidmethod2(){}
  56. publicvoidmethod3(){}
  58. publicvoidmethod4(){
  59. System.out.println("类D实现接口I的方法4");
  60. }
  61. publicvoidmethod5(){
  62. System.out.println("类D实现接口I的方法5");
  63. }
  64. }
  66. publicclassClient{
  67. publicstaticvoidmain(String[]args){
  68. Aa=newA();
  69. a.depend1(newB());
  70. a.depend2(newB());
  71. a.depend3(newB());
  73. Cc=newC();
  74. c.depend1(newD());
  75. c.depend2(newD());
  76. c.depend3(newD());
  77. }
  78. }

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：

[java] view plaincopy
  1. interfaceI1{
  2. publicvoidmethod1();
  3. }
  5. interfaceI2{
  6. publicvoidmethod2();
  7. publicvoidmethod3();
  8. }
  10. interfaceI3{
  11. publicvoidmethod4();
  12. publicvoidmethod5();
  13. }
  15. classA{
  16. publicvoiddepend1(I1i){
  17. i.method1();
  18. }
  19. publicvoiddepend2(I2i){
  20. i.method2();
  21. }
  22. publicvoiddepend3(I2i){
  23. i.method3();
  24. }
  25. }
  27. classBimplementsI1,I2{
  28. publicvoidmethod1(){
  29. System.out.println("类B实现接口I1的方法1");
  30. }
  31. publicvoidmethod2(){
  32. System.out.println("类B实现接口I2的方法2");
  33. }
  34. publicvoidmethod3(){
  35. System.out.println("类B实现接口I2的方法3");
  36. }
  37. }
  39. classC{
  40. publicvoiddepend1(I1i){
  41. i.method1();
  42. }
  43. publicvoiddepend2(I3i){
  44. i.method4();
  45. }
  46. publicvoiddepend3(I3i){
  47. i.method5();
  48. }
  49. }
  51. classDimplementsI1,I3{
  52. publicvoidmethod1(){
  53. System.out.println("类D实现接口I1的方法1");
  54. }
  55. publicvoidmethod4(){
  56. System.out.println("类D实现接口I3的方法4");
  57. }
  58. publicvoidmethod5(){
  59. System.out.println("类D实现接口I3的方法5");
  60. }
  61. }

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。

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：

[java] view plaincopy
  1. interfaceI{
  2. publicvoidmethod1();
  3. publicvoidmethod2();
  4. publicvoidmethod3();
  5. publicvoidmethod4();
  6. publicvoidmethod5();
  7. }
  9. classA{
  10. publicvoiddepend1(Ii){
  11. i.method1();
  12. }
  13. publicvoiddepend2(Ii){
  14. i.method2();
  15. }
  16. publicvoiddepend3(Ii){
  17. i.method3();
  18. }
  19. }
  21. classBimplementsI{
  22. publicvoidmethod1(){
  23. System.out.println("类B实现接口I的方法1");
  24. }
  25. publicvoidmethod2(){
  26. System.out.println("类B实现接口I的方法2");
  27. }
  28. publicvoidmethod3(){
  29. System.out.println("类B实现接口I的方法3");
  30. }
  31. //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，
  32. //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。
  33. publicvoidmethod4(){}
  34. publicvoidmethod5(){}
  35. }
  37. classC{
  38. publicvoiddepend1(Ii){
  39. i.method1();
  40. }
  41. publicvoiddepend2(Ii){
  42. i.method4();
  43. }
  44. publicvoiddepend3(Ii){
  45. i.method5();
  46. }
  47. }
  49. classDimplementsI{
  50. publicvoidmethod1(){
  51. System.out.println("类D实现接口I的方法1");
  52. }
  53. //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，
  54. //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。
  55. publicvoidmethod2(){}
  56. publicvoidmethod3(){}
  58. publicvoidmethod4(){
  59. System.out.println("类D实现接口I的方法4");
  60. }
  61. publicvoidmethod5(){
  62. System.out.println("类D实现接口I的方法5");
  63. }
  64. }
  66. publicclassClient{
  67. publicstaticvoidmain(String[]args){
  68. Aa=newA();
  69. a.depend1(newB());
  70. a.depend2(newB());
  71. a.depend3(newB());
  73. Cc=newC();
  74. c.depend1(newD());
  75. c.depend2(newD());
  76. c.depend3(newD());
  77. }
  78. }

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：

[java] view plaincopy
  1. interfaceI1{
  2. publicvoidmethod1();
  3. }
  5. interfaceI2{
  6. publicvoidmethod2();
  7. publicvoidmethod3();
  8. }
  10. interfaceI3{
  11. publicvoidmethod4();
  12. publicvoidmethod5();
  13. }
  15. classA{
  16. publicvoiddepend1(I1i){
  17. i.method1();
  18. }
  19. publicvoiddepend2(I2i){
  20. i.method2();
  21. }
  22. publicvoiddepend3(I2i){
  23. i.method3();
  24. }
  25. }
  27. classBimplementsI1,I2{
  28. publicvoidmethod1(){
  29. System.out.println("类B实现接口I1的方法1");
  30. }
  31. publicvoidmethod2(){
  32. System.out.println("类B实现接口I2的方法2");
  33. }
  34. publicvoidmethod3(){
  35. System.out.println("类B实现接口I2的方法3");
  36. }
  37. }
  39. classC{
  40. publicvoiddepend1(I1i){
  41. i.method1();
  42. }
  43. publicvoiddepend2(I3i){
  44. i.method4();
  45. }
  46. publicvoiddepend3(I3i){
  47. i.method5();
  48. }
  49. }
  51. classDimplementsI1,I3{
  52. publicvoidmethod1(){
  53. System.out.println("类D实现接口I1的方法1");
  54. }
  55. publicvoidmethod4(){
  56. System.out.println("类D实现接口I3的方法4");
  57. }
  58. publicvoidmethod5(){
  59. System.out.println("类D实现接口I3的方法5");
  60. }
  61. }

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。

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