软件设计原则之依赖倒置原则

本文主要是介绍软件设计原则之依赖倒置原则，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）是软件设计中一个非常重要的原则，它属于面向对象设计的SOLID原则之一。这个原则的核心在于通过抽象来降低模块间的耦合度，使得系统更加灵活和可维护。

依赖倒置原则的基本思想

高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象：这意味着在软件系统中，设计上层模块（如业务逻辑层）时，不应该直接依赖于下层模块（如数据访问层）的具体实现。相反，它们都应该依赖于一个共同的抽象层（如接口或抽象类）。
抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象： 抽象层（接口或抽象类）定义了高层模块和低层模块之间的通信规范，而不涉及具体的实现细节。具体的实现（细节）则依赖于这些抽象规范来实现具体的功能。

依赖倒置原则的好处

降低耦合度： 通过依赖抽象层而不是具体实现，可以减少模块间的直接依赖，从而降低系统的耦合度。
提高灵活性： 由于高层模块不直接依赖于低层模块的具体实现，因此可以更容易地更换或升级低层模块，而无需修改高层模块。
增强可测试性： 依赖倒置原则使得单元测试更加容易，因为可以通过模拟（mocking）或存根（stubbing）抽象层来测试高层模块。

依赖倒置原则的实现方式

接口和抽象类的使用： 定义清晰的接口或抽象类，并在高层模块和低层模块之间使用这些接口或抽象类进行通信。
依赖注入： 通过依赖注入（Dependency Injection, DI）技术，将低层模块的实现注入到高层模块中，而不是在高层模块中直接创建低层模块的对象。依赖注入不同于依赖倒置，因为依赖性倒置是为软件模块定义一个抽象策略，而依赖注入是依赖倒置的一种实现方式。

打个比方

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正如你可以看到在上面的图像，我们有一个端口为每个外部设备，我可以关联一个外部设备，并做我们的工作。
但问题是，我不能将我的键盘连接到打印机端口，反之亦然。其他设备也会出现同样的问题。这就像一个紧密耦合，我不能在给定的接口上更改我的外部设备。
如果我有一个 USB 接口，那么我可以很容易地连接任何设备到我的机器和执行我的任务。
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不遵守的例子

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Public Class Customer  
{  CustomerRepository CustomerRepository;  Public Customer  {  CustomerRepository = new CustomerRpository();  }  Public bool Save()  {  CustomerRepository.Save();  }  
}  Public class CustomerRepository  
{  Public bool Save(dattype data)  {  //Sql Connection object and Save data in Sql server   }  
}

上面的代码是紧密耦合的，因为当前存储库处理 SQL 服务器。因此，如果需求是使用 Oracle 服务器，则需要对 Customer 类进行修改。
因此，为了避免这种情况，应该让客户类依赖于抽象。下面是一个类图，其中客户依赖于抽象并支持 SQL 和 Oracle 服务器。
在这里插入图片描述
对于软件中设计的模块也是一样的，因为依赖性反转是关于提供一组抽象策略，其细节依赖于这组抽象策略，以及在软件系统中提供灵活性的策略。
应用程序模块高度耦合，这将导致模块的可测试性变得困难，模块的并行开发变得困难，在模块中进行修改以及所依赖的模块中进行更改时，需要进行许多更改。

Demo

假设我们有一个日志系统，其中有一个ILogger接口和一个Application类。Application类需要记录日志，但它不直接依赖于具体的日志实现类（比如ConsoleLogger或FileLogger），而是依赖于ILogger接口。

public interface ILogger  
{  void Log(string message);  
}

然后，我们创建两个具体的日志实现类：ConsoleLogger和FileLogger，它们都实现了ILogger接口：

public class ConsoleLogger : ILogger  
{  public void Log(string message)  {  Console.WriteLine(message);  }  
}  public class FileLogger : ILogger  
{  private string filePath;  public FileLogger(string filePath)  {  this.filePath = filePath;  }  public void Log(string message)  {  // 这里只是模拟写入文件，实际项目中应该使用文件IO操作  Console.WriteLine($"Logging to file: {filePath} - Message: {message}");  }  
}

接下来，我们定义Application类，它依赖于ILogger接口而不是具体的日志实现类。我们将通过构造函数注入的方式将日志记录器的依赖注入到Application类中：

public class Application  
{  private ILogger logger;  // 构造函数注入ILogger依赖  public Application(ILogger logger)  {  this.logger = logger;  }  public void Run()  {  // 执行一些业务逻辑  string message = "This is an important message.";  logger.Log(message);  // 更多的业务逻辑...  }  
}

最后，在客户端代码中，我们根据需要创建具体的日志实现类，并将其注入到Application类的实例中：

class Program  
{  static void Main(string[] args)  {  // 使用ConsoleLogger  ILogger consoleLogger = new ConsoleLogger();  Application appWithConsoleLogger = new Application(consoleLogger);  appWithConsoleLogger.Run();  // 或者使用FileLogger  ILogger fileLogger = new FileLogger("app.log");  Application appWithFileLogger = new Application(fileLogger);  appWithFileLogger.Run();  }  
}

在这个例子中，Application类是高层模块，它依赖于ILogger接口这一抽象层，而不是依赖于具体的日志实现类（ConsoleLogger或FileLogger）。这种设计方式使得我们可以轻松地更换日志实现，而无需修改Application类的代码，从而实现了依赖倒置。同时，这种设计也提高了系统的可测试性，因为我们可以通过模拟（mocking）ILogger接口来测试Application类的行为。

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