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Spring设计模式八股速记高层模块底层模块依赖倒置原则开闭原则接口隔离原则

news 来源：原创 2025/8/11 15:38:55

高层模块底层模块

一、定义与核心思想

二、实现方式

三、优点与价值

四、典型应用场景

五、与其他原则的关系

示例说明

依赖倒置原则

一、定义与核心思想

二、实现方式

三、优点与价值

四、典型应用场景

五、与其他原则的关系

示例说明

自己理解

开闭原则

1. 抽象化与接口设计

2. 封装与模块化

3. 多态性与继承机制

4. 依赖抽象而非具体实现

5. 设计原则的协同作用

总结

接口隔离原则

一、核心定义

二、与单一职责原则的区别

三、应用场景与实现方式

四、优缺点分析

五、注意事项

六、经典案例

高层模块底层模块

一、定义与核心思想

基本定义

- 高层模块不应依赖低层模块，两者都应依赖抽象（接口或抽象类）。
- 抽象不应依赖细节，而细节（具体实现类）应依赖抽象。

核心目标
通过面向接口编程，打破传统“高层调用低层”的依赖关系，实现模块间解耦。例如：

- 传统依赖：司机类直接调用奔驰车类的方法，导致更换车型需修改司机代码。
- 倒置后：司机依赖“车辆接口”，奔驰车、宝马车均实现该接口，实现灵活扩展。

二、实现方式

定义抽象层
通过接口或抽象类规范模块间的交互契约。例如：

- 定义消息发送接口 MessageService，由 EmailService 或 SmsService 实现具体逻辑。

依赖注入（Dependency Injection）
将具体实现通过构造函数、属性或方法参数注入到高层模块，而非在内部直接实例化。例如：

public class NotificationService {private final MessageService messageService;// 通过构造函数注入依赖 public NotificationService(MessageService messageService) {this.messageService  = messageService;}
}

避免直接引用具体类
高层模块仅通过抽象接口操作，如顾客购物场景中依赖抽象的 Shop 接口，而非具体网店类。

三、优点与价值

降低耦合度
模块间通过抽象交互，减少直接依赖，修改低层实现时无需调整高层代码。
提高可扩展性
新增功能只需实现抽象接口，例如添加新车型或消息发送方式时，无需修改现有业务逻辑。
增强可测试性
通过模拟抽象接口的实现，便于单元测试（如使用Mock对象）。
支持并行开发
抽象接口定义后，高层与低层模块可独立开发。

四、典型应用场景

模块化系统设计
在分层架构中，业务逻辑层（高层）通过接口调用数据访问层（低层），避免数据库变更影响业务代码。
框架开发
如Spring框架通过依赖注入容器管理对象生命周期，实现组件解耦。
插件化扩展
系统通过抽象接口支持第三方插件，如IDE工具可通过接口集成不同编译器。

五、与其他原则的关系

开闭原则（OCP）的基础：依赖倒置通过抽象隔离变化，使系统易于扩展。
里氏替换原则（LSP）的延伸：抽象接口的稳定性确保子类可替换性。

示例说明

场景：顾客在不同网店购物

未遵循DIP：顾客类直接依赖韶关网店类，更换网店需修改顾客代码。
遵循DIP后：顾客依赖抽象的 Shop 接口，新增婺源网店只需实现该接口，无需修改顾客类。

// 抽象接口 
public interface Shop {String sell();
}
// 具体实现 
public class WuyuanShop implements Shop {public String sell() { return "绿茶"; }
}
// 高层模块 
public class Customer {public void shopping(Shop shop) {System.out.println(shop.sell()); }
}

通过依赖倒置原则，系统从“细节驱动设计”转向“抽象驱动设计”，显著提升灵活性和可维护性。实际开发中需结合依赖注入框架（如Spring）和接口设计规范落地此原则。

依赖倒置原则

依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）是面向对象设计的五大SOLID原则之一，其核心思想是通过抽象解耦模块间的直接依赖关系，提高系统的灵活性和可维护性。以下是关键要点解析：

一、定义与核心思想

基本定义

- 高层模块不应依赖低层模块，两者都应依赖抽象（接口或抽象类）。
- 抽象不应依赖细节，而细节（具体实现类）应依赖抽象。

核心目标
通过面向接口编程，打破传统“高层调用低层”的依赖关系，实现模块间解耦。例如：

- 传统依赖：司机类直接调用奔驰车类的方法，导致更换车型需修改司机代码。
- 倒置后：司机依赖“车辆接口”，奔驰车、宝马车均实现该接口，实现灵活扩展。

二、实现方式

定义抽象层
通过接口或抽象类规范模块间的交互契约。例如：

- 定义消息发送接口 MessageService，由 EmailService 或 SmsService 实现具体逻辑。

依赖注入（Dependency Injection）
将具体实现通过构造函数、属性或方法参数注入到高层模块，而非在内部直接实例化。例如：

public class NotificationService {private final MessageService messageService;// 通过构造函数注入依赖 public NotificationService(MessageService messageService) {this.messageService  = messageService;}
}

避免直接引用具体类
高层模块仅通过抽象接口操作，如顾客购物场景中依赖抽象的 Shop 接口，而非具体网店类。

三、优点与价值

降低耦合度
模块间通过抽象交互，减少直接依赖，修改低层实现时无需调整高层代码。
提高可扩展性
新增功能只需实现抽象接口，例如添加新车型或消息发送方式时，无需修改现有业务逻辑。
增强可测试性
通过模拟抽象接口的实现，便于单元测试（如使用Mock对象）。
支持并行开发
抽象接口定义后，高层与低层模块可独立开发。

四、典型应用场景

模块化系统设计
在分层架构中，业务逻辑层（高层）通过接口调用数据访问层（低层），避免数据库变更影响业务代码。
框架开发
如Spring框架通过依赖注入容器管理对象生命周期，实现组件解耦。
插件化扩展
系统通过抽象接口支持第三方插件，如IDE工具可通过接口集成不同编译器。

五、与其他原则的关系

开闭原则（OCP）的基础：依赖倒置通过抽象隔离变化，使系统易于扩展。
里氏替换原则（LSP）的延伸：抽象接口的稳定性确保子类可替换性。

示例说明

场景：顾客在不同网店购物

未遵循DIP：顾客类直接依赖韶关网店类，更换网店需修改顾客代码。
遵循DIP后：顾客依赖抽象的 Shop 接口，新增婺源网店只需实现该接口，无需修改顾客类。

// 抽象接口 
public interface Shop {String sell();
}
// 具体实现 
public class WuyuanShop implements Shop {public String sell() { return "绿茶"; }
}
// 高层模块 
public class Customer {public void shopping(Shop shop) {System.out.println(shop.sell()); }
}

自己理解

在依赖倒置原则中高层模块不是调用底层模块

而是高层模块和底层模块都实现接口

底层模块实现接口

高层模块调用接口里面的方法

开闭原则

开闭原则（Open-Closed Principle, OCP）的基础是通过抽象化和多态性实现系统的可扩展性，其核心思想是在不修改已有代码的前提下扩展功能。以下是其具体基础要素：

1. 抽象化与接口设计

开闭原则的关键在于定义稳定的抽象层。通过接口或抽象类对功能进行抽象，将可变部分与不变部分分离，确保扩展时仅需新增实现而非修改原有结构。例如：

通过接口定义通用行为（如宠物管理系统的 Pet 接口），具体实现通过多态扩展新类型（猫、狗、鸟）；
使用抽象类（如 AbstractChart）统一管理不同图表类型，新增图表仅需继承抽象类。

2. 封装与模块化

封装变化：将可能变化的部分独立封装（如价格计算逻辑），通过新增类或配置实现扩展，而非直接修改原有类。
模块化设计：系统划分为高内聚、低耦合的模块，每个模块职责单一，减少修改影响范围。

3. 多态性与继承机制

利用多态特性，通过子类化扩展功能。例如，新增 OffNovelBook 子类实现打折逻辑，而非修改原书籍类；
结合策略模式、装饰器模式等设计模式，动态替换行为。

4. 依赖抽象而非具体实现

高层模块依赖接口或抽象类，而非具体实现类。例如，计算器类依赖 ArithmeticOperation 接口，支持灵活扩展加减乘除运算；
遵循依赖倒置原则（DIP），确保系统核心逻辑与细节解耦。

5. 设计原则的协同作用

里氏替换原则（LSP）：子类可替换父类，保障扩展的兼容性；
单一职责原则（SRP）：每个类仅承担单一职责，降低修改风险。

总结

开闭原则的底层逻辑是通过抽象构建稳定框架，利用多态和封装实现灵活扩展。其成功应用依赖于合理的抽象设计、模块化架构以及与其他设计原则（如SOLID原则）的协同。这种设计模式显著提升了系统的可维护性、复用性和应对需求变化的敏捷性。

接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）是面向对象设计的SOLID原则之一，其核心思想是通过拆分臃肿的接口，减少类之间的不必要依赖，从而提高系统的灵活性和可维护性。以下是具体解析：

接口隔离原则

一、核心定义

基本概念
客户端（接口使用者）不应被迫依赖其不需要的接口方法。应将庞大接口拆分为多个小接口，每个接口专注于单一功能。
核心目标

- 降低耦合：通过细化接口，减少类对无关方法的依赖。
- 提高内聚：每个接口专注单一职责，避免冗余实现。

二、与单一职责原则的区别

单一职责原则（SRP）
关注类或接口的职责单一性，强调业务逻辑的划分。
接口隔离原则（ISP）
强调接口设计的最小化，要求方法尽可能少，避免客户端被迫实现无用方法。

示例：
一个电商系统的用户操作接口若包含登录、支付、订单管理等多个方法，违反ISP。应拆分为Loginable、Payable、OrderManageable等独立接口，让不同模块按需实现。

三、应用场景与实现方式

典型场景

- 系统需要支持多种客户端（如移动端、PC端）访问不同功能。
- 接口方法存在冗余（如打印机同时支持打印、扫描、传真，但部分客户端仅需部分功能）。

实现方法

- 拆分接口：将大接口按功能拆分为多个小接口（如Printer、Scanner、FaxMachine）。
- 组合继承：通过接口继承组合所需功能，避免实现冗余方法。

代码示例：

// 拆分前：臃肿接口 
interface AllInOnePrinter {void print();void scan();void fax();
}// 拆分后：符合ISP 
interface Printer { void print(); }
interface Scanner { void scan(); }
interface FaxMachine { void fax(); }class BasicPrinter implements Printer { /* 仅实现打印 */ }
class AdvancedPrinter implements Printer, Scanner { /* 实现打印和扫描 */ }

四、优缺点分析

优点	缺点
减少类间耦合，提高扩展性	接口数量可能过多，增加管理成本
避免客户端实现无用方法	需平衡拆分粒度，过度拆分导致复杂度上升
提升代码可读性和维护性	可能引入重复接口定义（需结合其他设计模式优化）

五、注意事项

适度拆分：接口粒度需结合业务场景，避免“为拆而拆”。
高内聚设计：每个接口应具备独立功能，且方法之间高度相关。
结合其他原则：如通过依赖注入（DI）或适配器模式灵活组合接口。

六、经典案例

美女筛选系统
原接口IPrettyGirl包含外貌、身材、气质方法。拆分为IGoodBodyGirl（外形）和IGreatTemperamentGirl（气质），不同模块按需依赖。
数据库操作接口
将通用的增删改查拆分为CRUD接口和特定功能接口（如分页查询），避免实现类冗余。

通过合理应用接口隔离原则，可以有效优化系统设计，减少“接口污染”，使代码更灵活、健壮。更多案例可参考。

高层模块底层模块

一、定义与核心思想

二、实现方式

三、优点与价值

四、典型应用场景

五、与其他原则的关系

示例说明

依赖倒置原则

一、定义与核心思想

二、实现方式

三、优点与价值

四、典型应用场景

五、与其他原则的关系

示例说明

自己理解

开闭原则

1. 抽象化与接口设计

2. 封装与模块化

3. 多态性与继承机制

4. 依赖抽象而非具体实现

5. 设计原则的协同作用

总结

接口隔离原则

一、核心定义

二、与单一职责原则的区别

三、应用场景与实现方式

四、优缺点分析

五、注意事项

六、经典案例

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