设计模式（四）接口隔离原则

接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

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：

 
interface I {
    public void method1();
    public void method2();
    public void method3();
    public void method4();
    public void method5();
}
 
class A{
    public void depend1(I i){
       i.method1();
    }
    public void depend2(I i){
       i.method2();
    }
    public void depend3(I i){
       i.method3();
    }
}
 
class B implements I{
    public void method1() {
       System.out.println("类B实现接口I的方法1");
    }
    public void method2() {
       System.out.println("类B实现接口I的方法2");
    }
    public void method3() {
       System.out.println("类B实现接口I的方法3");
    }
    //对于类A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。
    public void method4() {}
    public void method5() {}
}
 
class C{
    public void depend1(I i){
       i.method1();
    }
    public void depend2(I i){
       i.method4();
    }
    public void depend3(I i){
       i.method5();
    }
}
 
class D implements I{
    public void method1() {
       System.out.println("类D实现接口I的方法1");
    }
    //对于类C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。
    public void method2() {}
    public void method3() {}
 
    public void method4() {
       System.out.println("类D实现接口I的方法4");
    }
    public void method5() {
       System.out.println("类D实现接口I的方法5");
    }
}
 
public class Client{
    public static void main(String[] args){
       A a = new A();
       a.depend1(new B());
       a.depend2(new B());
       a.depend3(new B());
      
       C c = new C();
       c.depend1(new D());
       c.depend2(new D());
       c.depend3(new D());  }
}
 
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：
interface I1 {
    public void method1();
}
 
interface I2 {
    public void method2();
    public void method3();
}
 
interface I3 {
    public void method4();
    public void method5();
}
 
class A{
    public void depend1(I1 i){
       i.method1();
    }
    public void depend2(I2 i){
       i.method2();
    }
    public void depend3(I2 i){
       i.method3();
    }
}
 
class B implements I1, I2{
    public void method1() {
       System.out.println("类B实现接口I1的方法1");
    }
    public void method2() {
       System.out.println("类B实现接口I2的方法2");
    }
    public void method3() {
       System.out.println("类B实现接口I2的方法3");
    }
}
 
class C{
    public void depend1(I1 i){
       i.method1();
    }
    public void depend2(I3 i){
       i.method4();
    }
    public void depend3(I3 i){
       i.method5();
    }
}
 
class D implements I1, I3{
    public void method1() {
       System.out.println("类D实现接口I1的方法1");
    }
    public void method4() {
       System.out.println("类D实现接口I3的方法4");
    }
    public void method5() {
       System.out.println("类D实现接口I3的方法5");
    }
}
 
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：

l   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。

l   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。

l   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。