python：面向对象编程的设计原则之依赖倒置原则_python

一，抽象与封装

coding 就是一个抽象的过程：在 OOP 中，我们将对象抽象为类。

对象的状态与行为被抽象为类中的属性与方法。
抽象的意义，就是为对象之的交互提供高效的接口。

封装就是在 coding 中隐藏数据与逻辑的过程：

对象的状态和行为如何组织到类中，模块中的类该如何组织，更高层的代码该如何组织。
抽象是多态和封装的基础，封装是接口的具体实现过程。

接口不一定需要由类来实现，只不过封装到类中有利于使用继承、多态、组合这些 OOP 基本特性以实现更高的代码可用性。

二，依赖倒置原则（一）依赖正置

我们不断在强调 OOP 的软件设计应该考虑到后期可能出现的功能扩展需求，当我们的软件足够复杂之后，代码就会出现高低层次之分。

这个高低层次划分没有明确的界限，但可以肯定的是，绝对存在高层次代码对低层次代码的依赖。

低层次的代码可以是第三方 API，也可以是其他工作组定义的细节实现，高层次的代码通过继承、组合等方式依赖于它们提供的功能。

举个例子🌰:

class FXConverter:  # 创建低层转换器类
    def convert(self, from_currency, to_currency, amount):
        print(f'{amount} {from_currency} = {amount * 1.2} {to_currency}')
        return amount * 1.2


class App:          # 创建高层应用类
    def start(self):
        converter = FXConverter()
        converter.convert('EUR', 'USD', 100)


if __name__ == '__main__':
    app = App()
    app.start()

>>>
100 EUR = 120.0 USD

这使得高层代码严重依赖于低层代码，虽说不至于达到硬编码那种耦合程度，但在这种依赖“正置”的情况下，面对可能不够稳定的或者不可控的低层代码时，高低层的交互耦合度还是显得有点高。

如果低层被破坏，则高层功能无法正确实现。
如果高层需要使用其他 API，则需要修改高层本身代码。

（二）依赖倒置原则

我们需要一种方法来进一步降低耦合度，比如就像依赖倒置原则（ Dependency Inversion Principle，DIP）要求的这样：

高层不应该从低层导入任何东西，两者都应该依赖于抽象（例如，接口）。
抽象不应该依赖于细节。

细节应该依赖于抽象。

在设计高层模块和低层模块之间的交互时，应该抽象它们之间的交互，让高层代码和底层代码都通过这层抽象来交互，避免了直接的交互动作，两者之间的耦合度自然也就降低了。

这个抽象可以通过抽象基类来实现：

from abc import ABC, abstractmethod

class CurrencyConverter(ABC):
    @abstractmethod
    def convert(self, from_currency, to_currency, amount) -> float:
        pass

而正是这层抽象，让原本从高到低的正向依赖，转为高层依赖抽象且低层也依赖抽象：

class OldConverter(CurrencyConverter):
    def convert(self, from_currency, to_currency, amount) -> float:
        print('Converting currency using OldConverter API, date: 2020-12-18')
        print(f'{amount} {from_currency} = {amount * 0.8156} {to_currency}')
        return amount * 0.8156


class NewConverter(CurrencyConverter):
    def convert(self, from_currency, to_currency, amount) -> float:
        print('Converting currency using NewConverter API, date: 2022-04-06')
        print(f'{amount} {from_currency} = {amount * 0.9158} {to_currency}')
        return amount * 0.9158


class App:
    def __init__(self, converter: CurrencyConverter):   # 注意：这里的converter是一个接口，不是一个细节实现
        self.converter = converter

    def start(self):
        self.converter.convert('USD', 'EUR', 100)

从而实现更加健壮的代码：

if __name__ == '__main__':
    converter_one = OldConverter()
    converter_two = NewConverter()

    app = App(converter_one)
    app.start()
    app = App(converter_two)
    app.start()

>>>
Converting currency using OldConverter API, date: 2020-12-18
100 USD = 81.56 EUR
Converting currency using NewConverter API, date: 2022-04-06
100 USD = 91.58 EUR