2 ответов

Хороший вопрос - слово inversion несколько удивительно (так как после применения DIP , модуль зависимостей нижнего уровня, очевидно, t теперь depend на модуле вызывающего абонента более высокого уровня: либо вызывающий, либо зависимый теперь более слабо связаны через дополнительную абстракцию).

Можно спросить, почему я использую слово "инверсия". Честно говоря, это связано с тем, что более традиционные методы разработки программного обеспечения, такие как структурированный анализ и дизайн, имеют тенденцию создавать программные структуры, в которых модули высокого уровня зависят от модулей низкого уровня и в которых абстракции зависят от деталей. На самом деле одной из целей этих методов является определение иерархии подпрограмм, которая описывает, как модули высокого уровня выполняют вызовы модулям низкого уровня.... Таким образом, структура зависимостей хорошо спроектированной объектно-ориентированной программы "инвертируется" относительно структуры зависимостей, которая обычно является результатом традиционных процедурных методов.

Один момент, который следует отметить при чтении бумаги дяди Боба на DIP, - это то, что С++ не (и в момент написания, но не имеет) имеют интерфейсы, поэтому достижение этой абстракции в С++ обычно реализуется посредством абстрактного/чистого виртуального базового класса, тогда как в Java или С# абстракция для ослабления связи обычно заключается в развязывании путем абстрагирования интерфейса от зависимости и связывания модуля более высокого уровня (s) к интерфейсу.

Edit Просто уточнить:

"В некотором месте я также вижу, что он называется инверсией зависимостей"

Инверсия: Инвертирование управления зависимостями из приложения в контейнер (например, Spring).

Инъекция зависимостей:

Вместо того, чтобы писать шаблон factory, как насчет инъекции объекта непосредственно в класс клиента. Поэтому позвольте классу клиентов ссылаться на интерфейс, и мы должны иметь возможность вводить конкретный тип в класс клиента. С этим классу клиента не нужно использовать новое ключевое слово и полностью отделено от конкретных классов.

Как насчет инверсии управления (IoC)?

В традиционном программировании поток бизнес-логики определяется объектами, которые статически назначаются друг другу. С инверсией управления поток зависит от графа объекта, который создается экземпляром ассемблера и становится возможным благодаря объектным взаимодействиям, определяемым посредством абстракций. Процесс связывания достигается посредством инъекции зависимостей, хотя некоторые утверждают, что использование локатора службы также обеспечивает инверсию управления.

Инверсия управления в качестве ориентира для проектирования служит для следующих целей:

• Существует развязка выполнения определенной задачи из реализация.
• Каждый модуль может сосредоточиться на том, для чего он предназначен.
• Модули не делают никаких предположений о том, что делают другие системы, но полагаются на их контракты.
• Замена модулей не влияет на другие модули.

Для получения дополнительной информации смотрите.

Формулировка принципа инверсии зависимости состоит из двух правил, соблюдение которых чрезвычайно позитивно отражаются на структуре кода:

• модули верхнего уровня не должны зависеть от модулей нижнего уровня. Оба должны зависеть от абстракции.
• абстракции не должны зависеть от деталей. Детали должны зависеть от абстракций.

Поначалу звучит не слишком привлекательно, и читатель, наверное, уже подготовился к нуднейшей статье с кучей терминов, сложных оборотов речи и примеров, из которых всё равно ничего не понятно. А вот и зря, потому что, в принципе, при соблюдении принципа инверсии зависимостей, всё снова сводится к правильному использованию и в контексте основной идеи – повторное использование кода.

Ещё одно понятие, которое здесь будет актуально – слабое связывание типов, то есть снижение или устранение их зависимости друг от друга, которое, собственно, и достигается при помощи абстракции и полиморфизма. Вот это, собственно, и есть суть принципа инверсии зависимостей.

А теперь давайте рассмотрим пример, который наглядно продемонстрирует, как выглядит слабое связывание в действии.

Скажем, мы решили заказать торт ко дню рождения. Для этого мы отправились в замечательную пекарню на углу улицы. Узнали, могут ли они для нас испечь торт под громким названием “Роскошь”, и получив позитивный ответ, заказали. Всё просто.

А теперь определимся с тем, какие абстракции нужно предусмотреть в этом коде. Для этого просто зададим себе несколько вопросов:

• Почему именно торт? Можно было заказать и пирог или кексы
• Почему именно ко дню рождения? А если бы это была свадьба или выпускной?
• Почему именно “Роскошь”, а вдруг мне больше нравится “Муравейник” или “Пражский”?
• Почему именно в эту пекарню, а не в кондитерскую мастерскую в центре города или куда-нибудь ещё?

И вот каждое из этих “а если” и “а вдруг” и есть точки, в которых требуется расширяемость кода, а соответственно – слабая связанность и определение типов через абстракции.

Теперь займёмся конструированием самих типов.

Определим интерфейс для любого кондитерского шедевра, который мы бы могли заказать.

Interface IPastry { string Name { get; set; } }

А вот и конкретная реализация, под наш случай – торт ко дню рождения. Как видим, традиционно торт ко дню рождения предполагает свечки)))

Class BirthdayCake: IPastry { public int NumberOfCandles { get; set; } public string Name { get; set; } public override string ToString() { return String.Format("{0} with {1} nice candles", Name, NumberOfCandles) ; } }

Теперь если нам понадобится торт на свадьбу или просто к чаю, или нам захочется кексов или заварных пирожных, у нас есть базовый интерфейс для всех.

Следующий вопрос – это чем отличаются друг от друга кондитерские изделия (кроме названия, конечно). Конечно же, рецептом!

А в понятие рецепта входит список ингредиентов и описание процесса приготовления. Поэтому для понятия ингредиент у нас будет отдельный интерфейс:

Interface IIngredient { string IngredientName { get;set;} double Quantity { get; set; } string Units { get; set; } }

А вот и сами ингредиенты для нашего торта: мука, масло, сахар и сливки:

Class Flour:IIngredient { public string IngredientName { get; set; } public double Quantity { get; set; } public string Units { get; set; } public string Quality { get; set; } } class Butter: IIngredient { public string IngredientName { get; set; } public double Quantity { get; set; } public string Units { get; set; } } class Sugar: IIngredient { public string IngredientName { get; set; } public double Quantity { get; set; } public string Units { get; set; } public string Kind { get; set; } } class Creme: IIngredient { public string IngredientName { get; set; } public double Quantity { get; set; } public string Units { get; set; } public double Fat { get; set; } }

Список ингредиентов может отличаться в разных рецептах и разных кондитерских изделиях, но для нашего рецепта этого списка достаточно.

А теперь время перейти к понятию рецепт. Что бы мы не готовили, мы в любом случае знаем, как это называется, что это такое, какие ингредиенты входят в блюдо и как это приготовить.

Interface IRecipe { Type PastryType { get; set; } string Name { get;set;} IList Ingredients { get;set;} string Description { get;set;} }

А конкретно класс, представляющий рецепт торта ко дню рождения, выглядит так:

Class BirthdayCakeRecipe: IRecipe { public Type PastryType { get; set; } public string Name { get;set;} public IList Ingredients { get; set; } public string Description { get; set; } public BirthdayCakeReipe() { Ingredients = new List(); } }

Теперь перейдём к нашей замечательной пекарне на углу улицы.

Конечно, мы могли обратиться во множество других пекарен, поэтому мы определим базовый интерфейс и для неё. А что самое главное для пекарни? Способность выпекать продукцию.

Interface IBakery { IPastry Bake(IRecipe recipe); }

А вот и класс, представляющий нашу пекарню:

Class NiceBakeryOnTheCornerOFMyStreet { Dictionary menu = new Dictionary(); public void AddToMenu(IRecipe recipe) { if (!menu.ContainsKey(recipe.Name)) { menu.Add(recipe.Name, recipe); } else { Console.WriteLine("It is already on the menu"); } } public IRecipe FindInMenu(string name) { if (menu.ContainsKey(name)) { return menu; } Console.WriteLine("Sorry...currently we don"t have " + name); return null; } public IPastry Bake(IRecipe recipe) { if (recipe != null) { IPastry pastry = Activator.CreateInstance(recipe.PastryType) as IPastry; if (pastry != null) { pastry.Name = recipe.Name; return pastry as IPastry; } } return null; } }

Осталось только протестировать работу кода:

Class Program { static void Main() { //creating an inctance of the bakery class var bakery = new NiceBakeryOnTheCornerOFMyStreet(); //preparing ingredients for the recipe var flour = new Flour() { IngredientName = "Flour", Quantity = 1.5, Units = "kg" }; var butter = new Butter() { IngredientName = "Butter", Quantity = 0.5, Units = "kg" }; var sugar = new Sugar() { IngredientName = "Sugar", Quantity = 0.7, Units = "kg" }; var creme = new Creme() { IngredientName= "Creme", Quantity = 1.0, Units = "liters" }; //and this is the recipe itself var weddingCakeRecipe = new BirthdayCakeRecipe() { PastryType = typeof(BirthdayCake), Name = "Birthday Cake Luxury", Description = "description on how to make a beautiful birthday cake" }; weddingCakeRecipe.Ingredients.Add(flour); weddingCakeRecipe.Ingredients.Add(butter); weddingCakeRecipe.Ingredients.Add(sugar); weddingCakeRecipe.Ingredients.Add(creme); //adding our cake recipe to the bakery"s menu bakery.AddToMenu(weddingCakeRecipe); //now let"s order it!! BirthdayCake cake = bakery.Bake(bakery.FindInMenu("Birthday Cake Luxury")) as BirthdayCake; //adding some candles ;) cake.NumberOfCandles = 10; //and here we are!!! Console.WriteLine(cake); } }

Теперь посмотрим на весь код ещё раз и оценим его. Код достаточно простой, чётко разграничены типы, их абстракции, данные и функциональность, код предусматривает расширение и повторное использование. Каждый сегмент можно безболезненно подменить другим, соответствующим по базовому типу, и это не обрушит весь оставшийся код.

Можно бесконечно добавлять типы ингредиентов, рецепты для разных видов кондитерских изделий, создавать другие классы, описывающие пекарни, кондитерские магазины и прочие подобные заведения.

Неплохой результат. А всё благодаря тому, что мы постарались сделать классы минимально связанными друг с другом.

А теперь подумаем над последствиями нарушения принципа инверсии зависимости:

1. жесткость (в систему было бы очень тяжело внести какие-то изменения, потому что каждое изменение затрагивало много различных ее частей).
2. хрупкость (при внесении каких-либо изменения в одну часть системы, уязвимыми становятся другие её части, и порой это не слишком очевидно на первый взгляд).
3. неподвижность (о повторном использовать кода в других системах можно забыть, поскольку модули сильно связаны между собой).

Ну а теперь делайте выводы сами, насколько принцип инверсии зависимости полезен в коде. Думаю, ответ очевиден.

Последнее обновление: 11.03.2016

Принцип инверсии зависимостей (Dependency Inversion Principle) служит для создания слабосвязанных сущностей, которые легко тестировать, модифицировать и обновлять. Этот принцип можно сформулировать следующим образом:

Модули верхнего уровня не должны зависеть от модулей нижнего уровня. И те и другие должны зависеть от абстракций.

Абстракции не должны зависеть от деталей. Детали должны зависеть от абстракций.

Чтобы понять принцип, рассмотрим следующий пример:

Class Book { public string Text { get; set; } public ConsolePrinter Printer { get; set; } public void Print() { Printer.Print(Text); } } class ConsolePrinter { public void Print(string text) { Console.WriteLine(text); } }

Класс Book, представляющий книгу, использует для печати класс ConsolePrinter. При подобном определении класс Book зависит от класса ConsolePrinter. Более того мы жестко определили, что печать книгу можно только на консоли с помощью класса ConsolePrinter. Другие же варианты, например, вывод на принтер, вывод в файл или с использованием каких-то элементов графического интерфейса - все это в данном случае исключено. Абстракция печати книги не отделена от деталей класса ConsolePrinter. Все это является нарушением принципа инверсии зависимостей.

Теперь попробуем привести наши классы в соответствие с принципом инверсии зависимостей, отделив абстракции от низкоуровневой реализации:

Interface IPrinter { void Print(string text); } class Book { public string Text { get; set; } public IPrinter Printer { get; set; } public Book(IPrinter printer) { this.Printer = printer; } public void Print() { Printer.Print(Text); } } class ConsolePrinter: IPrinter { public void Print(string text) { Console.WriteLine("Печать на консоли"); } } class HtmlPrinter: IPrinter { public void Print(string text) { Console.WriteLine("Печать в html"); } }

Теперь абстракция печати книги отделена от конкретных реализаций. В итоге и класс Book и класс ConsolePrinter зависят от абстракции IPrinter. Кроме того, теперь мы также можем создать дополнительные низкоуровневые реализации абстракции IPrinter и динамически применять их в программе:

Book book = new Book(new ConsolePrinter()); book.Print(); book.Printer = new HtmlPrinter(); book.Print();

Инверсия зависимостей — одна из важнейших идиом программирования. В русскоязычном интернете описаний этой идиомы (принципа) на удивление мало. Поэтому я решил попробовать сделать описание. Примеры буду делать на Java, в данный момент мне так проще, хотя принцип инверсии зависимостей применим к любому языку программирования.

Данное описание разработано совместно с Владимиром Матвеевым в ходе подготовки к занятиям со студентами, изучающими Java.

Другие статьи из этого цикла:

Начну с определения «зависимости». Что такое зависимость? Если ваш код использует внутри себя какой-то класс или явно обращается к статическому методу какого-то класса или функции — это зависимость. Поясню примерами:

Ниже класс A внутри метода с именем someMethod() явно создает объект класса B и обращается к его методу someMethodOfB()

Public class A { void someMethod() { B b = new B(); b.someMethodOfB(); } }

Аналогично, например класс B обращается явно к статическим полям и методам класса System:

Public class B { void someMethodOfB() { System.out.println("Hello world"); } }

Во всех случаях когда любой класс (типа А) самостоятельно создает любой класс (типа B) или явно обращается к статическим полям или членам классов, это называют прямой зависимостью. Т.е. важно: если класс внутри себя работает внутри себя с другим классом — это зависимость. Если он еще и создает внутри себя этот класс, то это прямая зависимость.

Чем плохи прямые зависимости? Прямые зависимости плохи тем, что класс, самостоятельно создающий внутри себя другой класс, «намертво» привязывается к данному классу. Т.е. если явно написано, что B = new B(); , то тогда класс А всегда будет работать именно с классом B и никаким иным классом. Или если написано System.out.println("..."); тогда класс всегда будет выводить в System.out и никуда больше.

Для небольших классов зависимости не являются страшными. Такой код вполне может работать. Но в ряде случаев, чтобы ваш класс A смог универсально работать в окружении разных классов, ему возможно могут потребоваться другие реализации классов — зависимостей. Т.е. нужен будет например не класс B , а другой класс с тем же интерфейсом, или не System.out , а например, вывод в логгер (например log4j).

Прямую зависимость можно графически отобразить таким образом:

Т.е. когда вы в своем коде создаете класс А: A a = new A(); на самом деле создается не один класс А, а целая иерархия зависимых классов, пример которой на приведенной картинке. Данная иерархия «жесткая»: без изменения исходного кода отдельных классов нельзя подменить ни один из классов иерархии. Поэтому класс А в такой реализации плохо адаптируем для изменяющегося окружения. Скорее всего, его нельзя будет использовать ни в каком коде, кроме конкретно того, для которого вы его написали.

Чтобы отвязать класс А от конкретных зависимостей применяется внедрение зависимости . Что такое внедрение зависимости? Вместо того чтобы явно создавать нужный класс в коде, в класс А зависимости передаются через конструктор:

Public class A { private final B b; public A(B b) { this.b = b; } public void someMethod() { b.someMethodOfB(); } }

Т.о. класс А теперь получает свою зависимость через конструктор. Теперь чтобы создать класс А необходимо будет создать сначала его зависимый класс. В данном случае это B:

B b = new B(); A a = new A(b); a.someMethod();

Если ту же самую процедуру повторить для всех классов, т.е. в конструктор класса B передавать инстанс класса D , в конструктор класса D — его зависимости E и F , и т.д., то тогда получится код, все зависимости которого создаются в обратном порядке:

G g = new G(); H h = new H(); F f = new (g,h); E e = new E(); D d = new D(e,f); B b = new B(d); A a = new A(b); a.someMethod();

Графически это можно отобразить так:

Если сравнить 2 картинки — картинку выше с прямыми зависимостями и вторую картинку с внедрением зависимостей — то видно, что направление стрелочек поменялось на обратное. По этой причине идиома и называется «инверсией» зависимостей. Иными словами инверсия зависимостей заключается в том, что, класс не создает зависимости самостоятельно, а получает их в созданном виде в конструкторе (или иным образом) .

Чем инверсия зависимостей хороша? С инверсией зависимостей, в классе можно без изменения его кода заменить все зависимости. А это означает, что ваш класс А можно гибко настроить для применения в другой программе, отличной от той для которой он был написан изначально. Т.о. принцип инверсии зависимостей (иногда его еще называют принципом внедрения зависимостей) является ключевым для построения гибкого модульного многократно используемого кода.

Недостаток внедрения зависимостей виден тоже с первого взгляда — объекты классов, спроектированных с использованием этого паттерна, трудоемко конструировать. Поэтому обычно внедрение (инверсию) зависимостей применяют совместно с какой-либо библиотекой, предназначенной для облегчения этой задачи. Например одна из библиотек Google Guice. См. .

На самом деле все принципы SOLID между собой сильно связаны и основная их цель — помощь в создании качественного, способного к масштабированию, программного обеспечения. Но последний принцип SOLID на их фоне действительно выделяется. Для начала посмотрим на формулировку данного принципа. Итак, принцип инверсии зависимостей (Dependency Inversion Principle — DIP): «Зависимость на абстракциях. Нет зависимости на что-то конкретное.» . Небезызвестный специалист в области разработки ПО, Роберт Мартин , также особенно выделяет принцип DIP и представляет его просто как результат следованию другим принципам SOLID — принципу открытости/закрытости и принципу подстановки Лисков. Напомним, что первый говорит о том, что класс не должен модифицироваться для внесения новых изменений, а второй касается наследования и предполагает безопасное использование производных типов некоторого базового типа без нарушения правильности работы программы. Роберт Мартин изначально сформулировал этот принцип следующим образом:

1). Модули верхних уровней не должны зависеть от модулей нижних уровней. Модули обоих уровней должны зависеть от абстракций.

2). Абстракции не должны зависеть от деталей. Детали должны зависеть от абстракций.

То есть разрабатывать классы нужно, оперируя абстракциями, а не конкретными их реализациями. И если следовать принципам OCP и LSP , то именно этого мы и добьемся. Поэтому вернемся немного назад, к уроку, посвященному . Там в качестве примера мы рассматривали класс Bard , который в самом начале был жестко привязан к классу Guitar , представляющему конкретный музыкальный инструмент:

public class Bard { private Guitar guitar; public Bard(Guitar guitar) { this.guitar = guitar; } public void play() { guitar.play(); } }

public class Bard { private Guitar guitar ; public Bard (Guitar guitar ) this . guitar = guitar ; public void play () guitar . play () ;

В случае, если бы мы захотели добавить в данный класс поддержку других музыкальных инструментов, то нам так или иначе пришлось бы модифицировать данный класс. Это явное нарушение принципа OCP . И, возможно, вы уже заметили, что это также нарушения принципа DIP , так как в нашем случае наша абстракция оказалась зависимой от деталей. С точки зрения дальнейшего расширения нашего класс это совсем не хорошо. Чтобы наш класс соответствовал условиям принципа OCP мы добавили в систему интерфейс Instrument , который реализовывали конкретные классы, представляющие те или иные виды музыкальных инструментов.

Файл Instrument.java :

public interface Instrument { void play(); }

public interface Instrument { void play () ;

Файл Guitar.java :

class Guitar implements Instrument{ @Override public void play() { System.out.println("Play Guitar!"); } }

class Guitar implements Instrument { @Override public void play () System . out . println ("Play Guitar!" ) ;

Файл Lute.java :

public class Lute implements Instrument{ @Override public void play() { System.out.println("Play Lute!"); } }

public class Lute implements Instrument { @Override public void play () System . out . println ("Play Lute!" ) ;

После этого мы поменяли класс Bard , чтобы в случае необходимости мы могли подменять реализации именно теми, которые нам нужны. Это вносит дополнительную гибкость в создаваемую систему и снижает ее связанность (сильные зависимости классов друг от друга).

public class Bard { private Instrument instrument; public Bard() { } public void play() { instrument.play(); } public void setInstrument(Instrument instrument) { this.instrument = instrument; } }

public class Bard { private Instrument instrument ;