設計模式六大原則（4）：介面隔離原則

定義：客戶端不應該依賴它不需要的介面；一個類對另一個類的依賴應該建立在最小的介面上。

問題由來：類A通過介面I依賴類B，類C通過介面I依賴類D，如果介面I對於類A和類B來說不是最小介面，則類B和類D必須去實現他們不需要的方法。

解決方案：將臃腫的介面I拆分為獨立的幾個介面，類A和類C分別與他們需要的介面建立依賴關係。也就是採用介面隔離原則。

舉例來說明介面隔離原則：

（圖1  未遵循介面隔離原則的設計）

這個圖的意思是：類A依賴介面I中的方法1、方法2、方法3，類B是對類A依賴的實現。類C依賴介面I中的方法1、方法4、方法5，類D是對類C依賴的實現。對於類B和類D來說，雖然他們都存在著用不到的方法（也就是圖中紅色字型標記的方法），但由於實現了介面I，所以也必須要實現這些用不到的方法。對類圖不熟悉的可以參照程式程式碼來理解，程式碼如下：

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("類B實現介面I的方法1");
	}
	public void method2() {
		System.out.println("類B實現介面I的方法2");
	}
	public void method3() {
		System.out.println("類B實現介面I的方法3");
	}
	//對於類B來說，method4和method5不是必需的，但是由於介面A中有這兩個方法，
	//所以在實現過程中即使這兩個方法的方法體為空，也要將這兩個沒有作用的方法進行實現。
	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("類D實現介面I的方法1");
	}
	//對於類D來說，method2和method3不是必需的，但是由於介面A中有這兩個方法，
	//所以在實現過程中即使這兩個方法的方法體為空，也要將這兩個沒有作用的方法進行實現。
	public void method2() {}
	public void method3() {}

	public void method4() {
		System.out.println("類D實現介面I的方法4");
	}
	public void method5() {
		System.out.println("類D實現介面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，如果介面過於臃腫，只要介面中出現的方法，不管對依賴於它的類有沒有用處，實現類中都必須去實現這些方法，這顯然不是好的設計。如果將這個設計修改為符合介面隔離原則，就必須對介面I進行拆分。在這裡我們將原有的介面I拆分為三個介面，拆分後的設計如圖2所示：

（圖2  遵循介面隔離原則的設計）

照例貼出程式的程式碼，供不熟悉類圖的朋友參考：

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("類B實現介面I1的方法1");
	}
	public void method2() {
		System.out.println("類B實現介面I2的方法2");
	}
	public void method3() {
		System.out.println("類B實現介面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("類D實現介面I1的方法1");
	}
	public void method4() {
		System.out.println("類D實現介面I3的方法4");
	}
	public void method5() {
		System.out.println("類D實現介面I3的方法5");
	}
}

介面隔離原則的含義是：建立單一介面，不要建立龐大臃腫的介面，儘量細化介面，介面中的方法儘量少。也就是說，我們要為各個類建立專用的介面，而不要試圖去建立一個很龐大的介面供所有依賴它的類去呼叫。本文例子中，將一個龐大的介面變更為3個專用的介面所採用的就是介面隔離原則。在程式設計中，依賴幾個專用的介面要比依賴一個綜合的介面更靈活。介面是設計時對外部設定的“契約”，通過分散定義多個介面，可以預防外來變更的擴散，提高系統的靈活性和可維護性。

說到這裡，很多人會覺的介面隔離原則跟之前的單一職責原則很相似，其實不然。其一，單一職責原則原注重的是職責；而介面隔離原則注重對介面依賴的隔離。其二，單一職責原則主要是約束類，其次才是介面和方法，它針對的是程式中的實現和細節；而介面隔離原則主要約束介面介面，主要針對抽象，針對程式整體框架的構建。

採用介面隔離原則對介面進行約束時，要注意以下幾點：

• 介面儘量小，但是要有限度。對介面進行細化可以提高程式設計靈活性是不掙的事實，但是如果過小，則會造成介面數量過多，使設計複雜化。所以一定要適度。
• 為依賴介面的類定製服務，只暴露給呼叫的類它需要的方法，它不需要的方法則隱藏起來。只有專注地為一個模組提供定製服務，才能建立最小的依賴關係。
• 提高內聚，減少對外互動。使介面用最少的方法去完成最多的事情。

運用介面隔離原則，一定要適度，介面設計的過大或過小都不好。設計介面的時候，只有多花些時間去思考和籌劃，才能準確地實踐這一原則。