【详解设计模式】接口隔离原则

接口隔离原则

定义

接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)：使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，即客户端不应该依赖那些它不需要的接口。

描述

根绝接口隔离原则，当一个接口太大时，我们需要将它分割成一些细小的接口，使用该接口的客户端只需知道与之相关的方法即可。每一个接口应该承担一种相对独立的角色，不干不该干的事情，干该干的事请。这里的"接口"往往有两种不同的定义：一种是指一个类型所具有的方法特征的集合，仅仅是一种逻辑上的抽象；另外一种是某种语言上具体的"接口"定义，比如Java语言的interface。对于这两种不同的含义，接口隔离原则表达以及含义所以不同：

• 当把”接口“理解成一个类型所具有的方法特性的集合时，就是一种逻辑上的概念，接口的划分将直接带来类的划分。可以把接口理解成角色，一个接口只能代表一个角色，每个角色都有它特定一个接口，此时这个原则可以叫做角色隔离原则。

• 如果把"接口"理解成狭义的特定语言接口，那么接口隔离原则表达的意思就是接口仅仅提供客户端需要的行为，客户端不需要的行为则隐藏起来，应当为客户端提供尽可能小的接口，而不要提供大的总接口。在面向对象编程语言中，实现一个接口类就要实现该接口定义的所有方法，因此大的总接口使用起来不一定很方便，为了使接口的职责单一，需要把大接口中的方法根据其职责不同放到不同的小接口中，确保每个接口使用起来都很方便，并都承担某一单一角色。接口应该尽量细化，同时接口中的方法应该尽量少，每个接口中只包含一个客户端（如子模块或者业务逻辑类）所需的方法即可，这种机制也称为**“定制服务**”，即为不同的客户端提供宽窄不同的接口。

例子

假设我们正在开发一个多功能打印机系统，初始设计可能包含一个包含多个方法的单一接口：

反面例子：

class IMultiFunctionDevice {
public:
    virtual ~IMultiFunctionDevice() = default;
    //打印
    virtual void Print(const std::string& document) = 0;
    //扫描
    virtual void Scan(const std::string& document) = 0;
    //传真
    virtual void Fax(const std::string& document) = 0;
};

这个设计_违反了接口隔离原则_，因为不是所有的打印机都支持打印、扫描和传真等功能。例如，如果有一台设备只支持打印功能，它仍然需要实现IMultiFunctionDevice接口的所有方法，这显然是不合理的。

为了遵循接口隔离原则，我们应该将IMultiFunctionDevice接口拆分为更小的接口，每个接口只包含一个特定的功能：

class IPrinter {//打印接口
public:
    virtual ~IPrinter() = default;
    virtual void Print(const std::string& document) = 0;
};

class IScanner {//扫描接口
public:
    virtual ~IScanner() = default;
    virtual void Scan(const std::string& document) = 0;
};

class IFax {//传真接口
public:
    virtual ~IFax() = default;
    virtual void Fax(const std::string& document) = 0;
};

现在，如果我们有一台只支持打印功能的打印机，我们只需要实现IPrinter接口：

class SimplePrinter : public IPrinter {//实现打印接口
public:
    void Print(const std::string& document) override {
        std::cout << "Print: " << document << std::endl;
    }
};

如果我们有一台既支持打印又支持扫描的多功能设备，我们可以同时实现IPrinter和IScanner接口：

class MultiFunctionMachine : public IPrinter, public IScanner {//实现打印和扫描接口
public:
    void Print(const std::string& document) override {
        std::cout << "Print: " << document << std::endl;
    }

    void Scan(const std::string& document) override {
        std::cout << "Scan: " << document << std::endl;
    }
};

通过这种方式，我们能够确保每个设备只需实现它真正需要的接口，而不是被迫实现它不需要的功能，这样既提高了代码的可维护性，也增加了代码的灵活性，达到了高内聚、松耦合的效果。这正是接口隔离原则的精髓所在。