1.6　接口設計

軟件的未來其實在很大程度上要看軟件接口的前景如何。我們知道，計算機世界里的“接口”一詞具有兩種眾所周知的含義：其一是指軟件本身的狹義“接口”，如各種軟件開發API等；其二則是指人與軟件之間的交互界面。

接口設計一般出現在軟件開發的概要設計階段，概要設計要根據需求劃分模塊，而模塊之間的聯系就是通過定義接口實現的。例如有模塊A和模塊B，兩者互相不知道對方實現的細節，當模塊A要用到模塊B中的功能時，就要使用模塊B提供的外部接口（接口可以理解為一些功能函數的原型，包括函數名、參數列表和返回值）；同樣，模塊A內可以定義內部接口，供模塊A內部的函數調用。當各個模塊中的接口完全設計好并通過評審后，各個模塊就可以進行獨立的詳細設計及編碼了。下面將詳細地講解接口設計的六大原則內容。

1.6.1　單一職責原則

單一職責原則（Single Responsibility Principle），簡稱SRP。就一個類而言，應該僅有一個引起它變化的原因。要避免一個類實現多個功能，否則當發生更改時會影響其他功能而致使復用成為不可能。使用的時候應該根據實際業務情況而定。實際使用時，類很難做到職責單一，但是接口的職責應該盡量單一。

1.6.2　依賴倒置原則

依賴倒置原則（Dependence Inversion Principle，DIP）。程序設計應該依賴抽象接口，而不應該依賴具體實現，即為接口編程思想。接口是穩定的，實現是不穩定的，一旦接口確定，就不應該再進行修改了。根據接口的實現，可以根據具體問題和情況，采用不同的手段去實現。

依賴倒置原則的定義需注意以下3點。

（1）高層模塊不應該依賴低層模塊，兩者都應該依賴其抽象。

（2）抽象不應該依賴細節。

（3）細節應該依賴抽象。

依賴的3種寫法如下。

（1）構造函數傳遞依賴對象。

（2）Setter方法傳遞依賴對象。

（3）接口聲明依賴對象。

最佳實踐：

（1）每個類盡量都有接口或抽象類，或者抽象類和接口兩者都具備。

（2）任何類都不應該從具體類派生。

（3）盡量不要覆寫基類的方法。

（4）結合里氏替換原則使用。

（5）變量的表面類型應盡量是接口或抽象類。

1.6.3　迪米特法則

迪米特法則（Law of Demeter，LOD）又稱最少知識原則（Least Knowledge Principle，簡稱LKP）。它表示一個實體應當盡可能少地與其他實體之間發生相互作用。

低耦合要求：

（1）朋友類是一種出現在成員變量、方法的輸入和輸出參數中的類。方法體內部的類不屬于朋友類。

（2）迪米特法則要求類“內斂”一點，盡量不要對外公布太多的public方法和非靜態的public變量，多使用private、protected、package-private等訪問權限。

（3）如果一個方法放在本類中，既不增加類之間的關系，也對本類不產生負面影響，就放置在本類中。

（4）謹慎使用Serializable。

1.6.4　里氏替換原則

里氏替換原則（Liskov Substitution Principle，LSP）。子類對象能夠替換其父類對象被調用，即在程序中，任何調用父類對象實現的功能都可以調用子類對象來替換。

所有引用父類的位置必須能透明地使用其子類的對象，里氏替換原則為確保子類良好地繼承父類定義了以下規范。

（1）子類必須完全實現父類的方法。

（2）子類可以有自己的“個性”（屬性和方法）。

（3）覆寫或實現父類的方法時輸出結果可以被縮小。

（4）覆蓋或實現父類的方法時輸入參數可以被放大。

提示：在類中調用其他類時務必要使用父類或接口，如果不能使用父類或接口，則說明類的設計已經違背了LSP原則。

1.6.5　接口隔離原則

接口，這里是指用interface關鍵字定義的接口，使用多個隔離接口比使用單個接口要好。經常提到的降低耦合、降低依賴主要也是通過接口隔離原則來達到的。

接口隔離原則的定義需注意以下兩點。

（1）客戶端不應該依賴它不需要的接口。

（2）類之間的依賴關系應該建立在最小的接口上。

概括地說，即建立單一接口，不要建立臃腫、龐大的接口。通俗來講，接口盡量細化，同時接口中的方法盡量少。

保障接口的純潔性有以下4點需要注意。

（1）接口要盡量小。

（2）定制服務。

（3）接口要高內聚。

（4）接口的設計是有限度的。

最佳實踐：

（1）一個接口只服務于一個子模塊或業務邏輯。

（2）通過業務邏輯壓縮接口中的public方法，盡量讓接口簡單、代碼不繁雜。

（3）對于已經被污染的接口，應盡量去修改。若變更的風險較大，則采用適配器模式進行轉化處理。

（4）了解環境，拒絕盲從。每個項目或產品都有特定的環境因素，設計時不要盲從或跟從別人的設計，而要根據業務邏輯進行較佳的接口設計。

1.6.6　開閉原則

開閉原則表示的是程序的設計應該不約束擴展（即擴展開放），但又不能修改已有功能（即修改關閉）。

軟件實體包括以下幾個部分。

（1）項目和軟件產品中按照一定的邏輯規則劃分的模塊。

（2）抽象和類。

（3）方法。

變化的3種類型如下。

（1）邏輯變化。

（2）可見視圖變化。

（3）子模塊變化。