个人对【依赖倒置(DIP)】、【控制反转(IOC)】、【依赖注入(DI)】浅显理解

个人对【依赖倒置(DIP)】、【控制反转(IOC)】、【依赖注入(DI)】浅显理解

 

一、依赖倒置(Dependency Inversion Principle)

依赖倒置是面向对象设计领域的一种软件设计原则。(其他的设计原则还有:单一职责原则、开放封闭原则、里式替换原则、接口分离原则,合称SOLID)

话说设计原则有什么用呢?

设计原则是无数编程前辈总结下来的经验,好似编程界的金科玉律。在我看来就像是武侠小说中武林秘籍,内功心法。熟练掌握设计原则,必定会在编程道路上顺风顺水,独霸一方。

言归正传,依赖倒置原则,依赖指的是什么?倒置又是什么呢?

先说说依赖,依赖是一种关系,A在某种情况下存在对B的需求关系,我们就可以看作A依赖B。

在生活中,鱼依赖于水而生存,水被鱼依赖;程序中,业务层依赖逻辑层,逻辑层依赖于数据层...

我们用面向对象编程来展示一下上面依赖关系:

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    /// <summary>
    /// 河水
    /// </summary>
    public class RiverWater
    {
        public void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("我是河水,我给小鱼提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        public void Live()
        {
            riverWater = new RiverWater();
            riverWater.GiveNutrition();
        }
    }
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Fish内部存在对RiverWater的引用,也就是说Fish 依赖于RiverWarter。

依赖关系整明白了,我们再来看看依赖倒置原则的定义:(敲黑板,划重点)

1.上层模块不应该依赖底层模块,它们都应该依赖于抽象。
2.抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。

问题又来了,什么是上层模块和底层模块?

对于任何一个组织机构而言,它一定有架构的设计,有职能的划分。按照职能的重要性,自然而然就有了上下之分。并且,随着模块的粒度划分不同这种上层与底层模块会进行变动,也许某一模块相对于另外一模块它是底层,但是相对于其他模块它又可能是上层。拿一个公司架构来看,管理层就是上层,管理层之下就是底层。然后,我们再以部门为体系划分,各个部门经理以上部分是上层,之下的组织都可以称为底层。

由此,我们可以看到,在一个特定体系中,上层模块与底层模块可以按照决策能力高低为准绳进行划分。

映射到我们软件实际开发中,一般我们也会将软件进行模块划分,比如业务层、逻辑层和数据层。 业务层中是软件真正要进行的操作,也就是做什么;逻辑层是软件现阶段为了业务层的需求提供的实现细节,也就是怎么做;数据层指业务层和逻辑层所需要的数据模型。

因此,按照决策能力的高低进行模块划分。业务层自然就处于上层模块,逻辑层和数据层自然就归类为底层。

什么是抽象和细节?

抽象就是对一类事物或行为的概括,总结其共性。抽象往往是相对具体而言,具体也就是这里的细节。比如:人是抽象,张三、李四就是具体;水是抽象,河水,井水就是具体的;武功秘籍是抽象的,独孤九剑,葵花宝典是具体的;运动是抽象的,跑步,游泳是具体的...

映射到软件开发中,抽象可以是接口或者抽象类的形式:

复制代码
    public abstract class Water
    {
        public abstract void GiveNutrition();
    }
    /// <summary>
    /// 河水
    /// </summary>
    public class RiverWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("河水-提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 井水
    /// </summary>
    public class WellWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("井水-提供养分。");
        }
    }
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Warter是抽象类,是抽象的,RiverWarter、WellWater继承了Water,它们是具体的。

现在,搞清楚了上层模块、底层模块、抽象和具体。可以正式开始学习依赖倒置原则这个概念了。

先来看看我们平时开发的编码逻辑:

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/// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        public Fish()
        {
            riverWater = new RiverWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            riverWater.GiveNutrition();
        }
    }
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我们创建了一条小鱼fish,它的生活靠河水riverWater。  

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    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Fish fish = new Fish();
            fish.Live();
        }
    }
复制代码

执行结果:

有一天,河水干涸了,小鱼的生活要靠井水wellWater。于是代码就要修改

复制代码
/// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        private WellWater wellWater;
        public Fish()
        {
            //riverWater = new RiverWater();
            wellWater = new WellWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            //riverWater.GiveNutrition();
            wellWater.GiveNutrition();
        }
    }
复制代码

我们就要修改Fish类的代码。哪天,小鱼游到了湖水lakeWater里。代码又要修改

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    /// <summary>
    /// 湖水
    /// </summary>
    public class LakeWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("湖水-提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        private WellWater wellWater;
        private LakeWater lakeWater;
        public Fish()
        {
            //riverWater = new RiverWater();
            //wellWater = new WellWater();
            lakeWater = new LakeWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            //riverWater.GiveNutrition();
            //wellWater.GiveNutrition();
            lakeWater.GiveNutrition();
        }
    }
复制代码

我们添加了LakeWater这个新的实现类,再次修改Fish类。

这是最基础的演示代码,如果工程大了,代码复杂了,Fish面对需求变动时改动的地方会更多。那么问题来了:

有没有方法让Fish类变动的少一些?

依赖倒置原则正好适用于解决这类情况。下面,我们尝试运用依赖倒置原则对代码进行改造。

首先是上层模块和底层模块的拆分。按照决策能力高低或者重要性划分,Fish属于上层模块,RiverWater、WellWater 和 LakeWater 属于底层模块。

上层模块不应该依赖于底层模块。 Fish 这个类显然是依赖于 RiveWater/WellWater/LakeWater。Fish 类中 Live() 的能力完全依赖于属性riveWater/wellWater/lakeWater 对象。

上层和底层都应该依赖于抽象。因此我们要引入抽象——Water类。Fish类中 Live() 这个方法依赖于 Water的抽象方法,它没有限定养分的提供方式,任何 RiverWater、WellWater 或者是 LakeWater 都可以的。

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    /// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish()
        {
            water = new LakeWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            warter.GiveNutrition();
        }
    }
复制代码

 运行结果:

到这一步,我们可以说是符合了上层不依赖于底层,依赖于抽象的准则了。

最后来说说我对倒置的理解:在未使用依赖倒置原则编码以前,鱼依赖具体的河水/井水,河水/井水是被依赖的。使用依赖倒置以后,鱼依赖于抽象的水,具体的河水/井水不再被依赖,反而它们要求实现抽象的水(细节依赖于抽象),这种依赖关系的改变称之为倒置。

二、控制反转(Inversion Of Control)

 控制反转(IOC)意思是对控制权的反转。

那么控制权指的是什么?又是怎么反转的?

以上面的例子来说,鱼(Fish类)依赖于水(Water类),所以Fish类内部控制着Water类的实例创建,这种方式可以理解为控制正转。虽然鱼已经依赖于抽象的水,Live()方法不会再因为生活水域的改变而改变,但水域变化时,我们还是要修改Fish类:

 

==>

现在我们改变这种方式,将Water类的实例化移到Fish外面:

复制代码
    /// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            water.GiveNutrition();
        }
    }
class Program { static void Main(string[] args) { Water water = new RiverWater(); Fish fish = new Fish(water); fish.Live(); Console.ReadKey(); } }
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这样,不论水域怎么变化,Fish 列都不需要修改了。Fish 把内部依赖的创建权力移交给了 Program 这个类中的 Main() 方法。也就是说 Fish 只关心依赖提供的功能,但并不关心依赖的创建。

这种思想其实就是 IOC,IOC 是一种新的设计模式,它对上层模块与底层模块进行了更进一步的解耦。控制反转的意思是反转了上层模块对于底层模块的依赖控制。比如上面代码,Fish 不再亲自创建 Water 对象,它将依赖的实例化的权力交接给了 Program。而 Program 在 IOC 中又指代了 IOC 容器 这个概念。 

IOC 模式最核心的地方就是在于依赖方与被依赖方之间,也就是上文中说的上层模块与底层模块之间引入了第三方,这个第三方统称为 IOC 容器,因为 IOC 容器的介入,导致上层模块对于它的依赖的实例化控制权发生变化,也就是所谓的控制反转的意思。

三、依赖注入(Dependency Injection)

依赖注入(DI),它是实现IOC的实现方式,动态地将某种依赖关系注入到对象之中。

回顾上面的例子,Fish 不在实例化创建Water,它就需要在外部(IOC 容器)赋值给它,这个赋值的动作有个专门的术语叫做注入(injection)。类似于,鱼生活在鱼缸里了,外接一个水龙头,水龙头另一头连接着水塔,这个水塔就好比是IOC容器,鱼不用关心生活在什么水里了,需要水时,打开水龙头(注入)就好了,至于水塔里装的是河水、井水还是海水,都不用考虑。

实现依赖注入有 3 种方式:

 1. 构造函数中注入 

复制代码
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            water.GiveNutrition();
        }
    }
复制代码

优点:在 Person 一开始创建的时候就确定好了依赖。 

缺点:后期无法更改依赖。

2. setter 方式注入 

复制代码
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish()
        {
        }
        public void setWater(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
        public void Live()
        {
            if (water != null)
            {
                Console.WriteLine("我的生活靠:");
                water.GiveNutrition();
            }
        }
    }
复制代码

优点:Fish 对象在运行过程中可以灵活地更改依赖。 

缺点:Fish 对象运行时,可能会存在依赖项为 null 的情况,所以需要检测依赖项的状态

3. 接口注入

复制代码
    public class Fish : ISetWater
    {
        private Water water;
        public Fish()
        {
        }
        public void Live()
        {
            if (water != null)
            {
                Console.WriteLine("我的生活靠:");
                water.GiveNutrition();
            }
        }

        public void SetWater(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
    }

    public interface ISetWater
    {
        void SetWater(Water water);
    }
复制代码

这种方式和 Setter 方式很相似,接口的存在,表明了一种依赖配置的能力。比如,鱼有 活鱼和死鱼,接口注入方式,我们就可以控制,只给活鱼注入配置。

四、总结

  1. 依赖倒置是面向对象开发领域中的软件设计原则,它倡导上层模块不依赖于底层模块,抽象不依赖细节。
  2. 依赖反转是遵守依赖倒置这个原则而提出来的一种设计模式,它引入了 IoC 容器的概念。
  3. 依赖注入是为了实现依赖反转的一种手段之一。
  4. 它们的本质是为了代码更加的“高内聚,低耦合”。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 引入依赖倒置
{
    public abstract class Water
    {
        public abstract void GiveNutrition();
    }
    /// <summary>
    /// 河水
    /// </summary>
    public class RiverWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("河水-提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 井水
    /// </summary>
    public class WellWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("井水-提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    ////// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        private WellWater wellWater;
        public Fish()
        {//Fish内部存在对RiverWater的引用,也就是说Fish 依赖于RiverWarter。
            //riverWater = new RiverWater();
            wellWater = new WellWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            //riverWater.GiveNutrition();
            wellWater.GiveNutrition();
        }
    }
    public class LakeWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("湖水-提供养分。");
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Fish fish = new Fish();
            fish.Live();
            //小鱼的生活要靠井水wellWater。于是代码就要修改
            //代码又要修改
            //我们添加了LakeWater这个新的实现类,再次修改Fish类。

            //这是最基础的演示代码,如果工程大了,代码复杂了,Fish面对需求变动时改动的地方会更多。那么问题来了:

            //有没有方法让Fish类变动的少一些?
            //依赖倒置原则正好适用于解决这类情况。下面,我们尝试运用依赖倒置原则对代码进行改造。

            //首先是上层模块和底层模块的拆分。按照决策能力高低或者重要性划分,Fish属于上层模块,RiverWater、WellWater 和 LakeWater 属于底层模块。

            //上层模块不应该依赖于底层模块。 Fish 这个类显然是依赖于 RiveWater/WellWater/LakeWater。Fish 类中 Live() 的能力完全依赖于属性riveWater/wellWater/lakeWater 对象。

            //上层和底层都应该依赖于抽象。因此我们要引入抽象——Water类。Fish类中 Live() 这个方法依赖于 Water的抽象方法,它没有限定养分的提供方式,任何 RiverWater、WellWater 或者是 LakeWater 都可以的。
        }
    }
}
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 依赖倒置
{
    //依赖倒置是面向对象设计领域的一种软件设计原则。(其他的设计原则还有:单一职责原则、开放封闭原则、里式替换原则、接口分离原则,合称SOLID)
    //依赖是一种关系,A在某种情况下存在对B的需求关系,我们就可以看作A依赖B。
    //鱼依赖于水而生存,水被鱼依赖;程序中,业务层依赖逻辑层,逻辑层依赖于数据层...
    /// <summary>
    ////// </summary>
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish()
        {  //减少修改 复用
            water = new LakeWater();
        }
        //private RiverWater riverWater;
        public void Live()  //依赖倒置
        {//Fish内部存在对RiverWater的引用,也就是说Fish 依赖于RiverWarter。
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            water.GiveNutrition();
        }
        //上层不依赖于底层  依赖于抽象的准则了。 依赖water
        //最后来说说我对倒置的理解:在未使用依赖倒置原则编码以前,鱼依赖具体的河水/井水,河水/井水是被依赖的。使用依赖倒置以后,鱼依赖于抽象的水,具体的河水/井水不再被依赖,反而它们要求实现抽象的水(细节依赖于抽象),这种依赖关系的改变称之为倒置。
        //        1.上层模块不应该依赖底层模块,它们都应该依赖于抽象。
        //2.抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。
    }
    public abstract class Water
    {
        public abstract void GiveNutrition();
    }
    public class RiverWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("河水-提供养分。");
        }
    }
    public class LakeWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("湖水-提供养分。");
        }
    }
    public class WellWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("井水-提供养分。");
        }
    }
    //Warter是抽象类,是抽象的,RiverWarter、WellWater继承了Water,它们是具体的。
    //现在,搞清楚了上层模块、底层模块、抽象和具体。可以正式开始学习依赖倒置原则这个概念了。
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Fish F = new Fish();
            F.Live();
        }
    }
}
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 控制反转
{
    public abstract class Water
    {
        public abstract void GiveNutrition();
    }
    /// <summary>
    /// 河水
    /// </summary>
    public class RiverWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("河水-提供养分。");
        }
    }
    public class LakeWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("湖水-提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 井水
    /// </summary>
    public class WellWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("井水-提供养分。");
        }
    }
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish(Water _water)
        {
            //water = new LakeWater();
            water = _water;
        }
        //现在我们改变这种方式,将Water类的实例化移到Fish外面:
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            water.GiveNutrition();
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 控制反转(IOC)意思是对控制权的反转。
            //以上面的例子来说,鱼(Fish类)依赖于水(Water类),所以Fish类内部控制着Water类的实例创建,这种方式可以理解为控制正转。虽然鱼已经依赖于抽象的水,Live()方法不会再因为生活水域的改变而改变,但水域变化时,我们还是要修改Fish类:
            Water water = new RiverWater();
            Fish fish = new Fish(water);
            fish.Live();
            Console.ReadKey();
            //这样,不论水域怎么变化,Fish 列都不需要修改了。Fish 把内部依赖的创建权力移交给了 Program 这个类中的 Main() 方法。也就是说 Fish 只关心依赖提供的功能,但并不关心依赖的创建。
            //这种思想其实就是 IOC,IOC 是一种新的设计模式,它对上层模块与底层模块进行了更进一步的解耦。控制反转的意思是反转了上层模块对于底层模块的依赖控制。比如上面代码,Fish 不再亲自创建 Water 对象,它将依赖的实例化的权力交接给了 Program。而 Program 在 IOC 中又指代了 IOC 容器 这个概念。 
            //IOC 模式最核心的地方就是在于依赖方与被依赖方之间,也就是上文中说的上层模块与底层模块之间引入了第三方,这个第三方统称为 IOC 容器,因为 IOC 容器的介入,导致上层模块对于它的依赖的实例化控制权发生变化,也就是所谓的控制反转的意思。
            //业务层自然就处于上层模块,逻辑层和数据层自然就归类为底层
            //管理层就是上层,管理层之下就是底层
        }
    }
}
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 依赖注入
{
    public abstract class Water
    {
        public abstract void GiveNutrition();
    }
    /// <summary>
    /// 河水
    /// </summary>
    public class RiverWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("河水-提供养分。");
        }
    }
    public class LakeWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("湖水-提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 井水
    /// </summary>
    public class WellWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("井水-提供养分。");
        }
    }
    //实现依赖注入有 3 种方式:
    //构造函数中注入 
    //优点:在 Person 一开始创建的时候就确定好了依赖。 
    //缺点:后期无法更改依赖。
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠:");
            water.GiveNutrition();
        }
    }
    //2. setter 方式注入 
    //优点:Fish 对象在运行过程中可以灵活地更改依赖。 
    //缺点:Fish 对象运行时,可能会存在依赖项为 null 的情况,所以需要检测依赖项的状态
    public class Fish2
    {
        private Water water;
        public Fish2()
        {
        }
        public void setWater(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
        public void Live()
        {
            if (water != null)
            {
                Console.WriteLine("我的生活靠:");
                water.GiveNutrition();
            }
        }
    }

    //3. 接口注入
    //这种方式和 Setter 方式很相似,接口的存在,表明了一种依赖配置的能力。比如,鱼有 活鱼和死鱼,接口注入方式,我们就可以控制,只给活鱼注入配置。
    public class Fish3 : ISetWater
    {
        private Water water;
        public Fish3()
        {
        }
        public void Live()
        {
            if (water != null)
            {
                Console.WriteLine("我的生活靠:");
                water.GiveNutrition();
            }
        }
        public void SetWater(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
    }
    public interface ISetWater
    {
        void SetWater(Water water);
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Water w = new RiverWater();
            Fish f = new Fish(w);
            f.Live();

            Water w2 = new RiverWater();
            Fish2 f2 = new Fish2();
            f2.setWater(w2);
            f2.Live();

            Water w3 = new RiverWater();
            Fish3 f3 = new Fish3();
            f3.SetWater(w3);
            f3.Live();

            //依赖注入(DI),它是实现IOC的实现方式,动态地将某种依赖关系注入到对象之中。
            //回顾上面的例子,Fish 不在实例化创建Water,它就需要在外部(IOC 容器)赋值给它,这个赋值的动作有个专门的术语叫做注入(injection)。类似于,鱼生活在鱼缸里了,外接一个水龙头,水龙头另一头连接着水塔,这个水塔就好比是IOC容器,鱼不用关心生活在什么水里了,需要水时,打开水龙头(注入)就好了,至于水塔里装的是河水、井水还是海水,都不用考虑。
            //依赖倒置是面向对象开发领域中的软件设计原则,它倡导上层模块不依赖于底层模块,抽象不依赖细节。
            //依赖反转是遵守依赖倒置这个原则而提出来的一种设计模式,它引入了 IoC 容器的概念。
            //依赖注入是为了实现依赖反转的一种手段之一。
            //它们的本质是为了代码更加的“高内聚,低耦合”。
        }
    }
}

 

posted @ 2018-10-15 16:22  ~雨落忧伤~  阅读(345)  评论(2编辑  收藏  举报