OO思想举例，控制翻转，依赖注入

　（转自kumaws，原帖地址：http://www.cnblogs.com/kumaws/archive/2009/04/06/from_interface_to_DependencyInjection.html）

    现在在各种技术站点、书籍文章上，都能看到IoC容器、控制反转、依赖注入的字眼，而且还会有一些专门实现这些功能的开发工具等等。那么这种技术是如何演变而来的？它的适用场景是哪里？我们该不该学习并掌握这门技术？下面做出一些解释。

 

猫狗大战举例

 

    我现在要做一个猫狗大战的游戏，系统内部采用了标准的OO技术，先设计了一个狗狗的抽象类。

 

public abstract class Dog
{
    public void Run();
    public void Jump();
    public void Bay();
    public abstract void Display();
}

 假设游戏中每个狗狗跑的速度、跳的高度、叫的音量都是相同的，那么唯一不同的就是外貌了，所以 Display()是抽象的。

 

public class Poodle:Dog
{
    public override void Display()
    {
        //我是狮子狗
    }
}

public class Dachshund:Dog
{
    public override void Display()
    {
        //我是腊肠狗
    }
}

//其他狗狗.

      好 了，现在我们想让游戏中加入打斗的元素，狗狗会攻击，可能你会想到只用在基类中加一个Attact()的方法，就可以这样让所有继承它的狗狗就都会攻击 了。不过问题很快就来了，你会发现AIBO(日本产的电子机械宠物狗)包括家里的绒毛玩具狗也会攻击了，这是很不合情理的事情。所以并不是所有的狗狗都会 攻击这个行为，那么有人肯定想到使用接口了，把Attact()这个方法提取到接口中，只让会攻击的狗狗实现这个接口就可以了。

 

public interface IAttact
{
    void Attact();
}

public class Poodle:Dog,IAttact
{
    public override void Display()
    {
        //我是狮子狗
    }
    
    public void Attact()
    {
        //咬一口
    }
}

 

 

说明为什么要针对接口编程，优点

 

这 样看起来很好，但是需求总是在变化的，现在的需求又增加了：要求每种狗狗的攻击方式不同，有的会咬，有的会扑，有的甚至会狮子吼的功夫，当然如果狗狗升级 了，还会出现更多的攻击方式。上面这个方式的缺点就显现出来了，代码会在多个子类中重复，无法知道所有狗狗的全部行为，运行时不容易改变等等。

    下面这样做，我们把变化的部分提取出来，多种行为的实现用接口统一实现。

 

public class BiteAttact:IAttact
{
    public void Attact()
    {
         //咬
    }
}

public class SnapAttact:IAttact
{
    public void Attact()
    {
        //扑咬
    }
}
//其他实现

当我们想要增加一种行为方式时，只需继承接口就可以，并不会改变其他行为。

 

public class Poodle:Dog
{
    IAttact attact;

    public Poodle()
    {
        attact=new BiteAttact();
    }
    //这里我在调用的时候就可以动态的设定行为了
    public void SetAttactBehavior(IAttact a)
    {
        attact=a;
    }
    public void PerformAttact()
    {
        attact.Attact();
    }
    
    public override void Display()
    {
        //我是狮子狗
    }
}

 

这 样的设计就让狗狗的攻击行为有了弹性，我们可以动态的在运行时改变它的行为，也可以随时在不影响其他类的情况下添加更改行为。而以往的做法是行为来自 Dog基类或者继承接口并由子类自行实现，这两种方法都依赖于“实现”，我们被邦的死死的，而无法更改行为。而接口所表示的行为实现，不会被绑死在Dog 类与子类中。这就是设计模式中的一个原则：针对接口编程，不要针对实现编程。

 

说明为什么要“依赖抽象，不要依赖具体类”

 

 

 

但是，当我们使用“new”的时候，就已经在实例化一个具体类了。这就是一种实现，只要有具体类的出现，就会导致代码更缺乏弹性。就好比雕塑家做好了一个“沉思者”，想把它再改造成“维纳斯”，难度可想而知。

我们再回到猫狗大战这个游戏，为了增加趣味性，我们增加了猫狗交互的功能，如果你选择了狗狗开始游戏，那么会随机不同的场景，在固定的场景会遇到固定的猫。例如：在峭壁背景会遇到山猫，在象牙塔背景中会遇到波斯猫，在草原中会遇到云猫等。

 

Cat cat;
if(mountain){
    cat=new Catamountain();
}else if(ivory){
    cat=new PersianCat();
}else if(veldt){
    cat=new CloudCat();
}

 

 

但 是有时真正要实例化哪些类，要在运行时有一些条件决定。当一旦有变化或扩展时，就要重新打开这段代码进行修改，这就违反了我们“对修改关闭”的原则。这段 代码的依赖特别紧密，而且是高层依赖于低层(客户端依赖具体类的实现)。不过庆幸的是，我们有“依赖倒转原则”与“抽象工厂模式”来拯救我们的代码。

说明“依赖倒置”与抽象工厂模式

依 赖倒转原则是要依赖抽象，不要依赖具体类。也就是说客户端(高层组件)要依赖于抽象(Cat),各种猫咪(低层组件)也要依赖抽象(Cat)。虽然我们已 经创造了一个抽象Cat，但我们仍然在代码中实际地创建了具体的Cat，这个抽象并没有什么影响力，那么我们如何将这些实例化对象的代码独立出来？工厂模 式正好派上用场。工厂模式属于创建型模式，它能将对象的创建集中在一起进行处理。

相反如果你选择了猫咪角色，就会在不同的场景遇到特定的狗狗NPC。

 

 

现在我们要创建一个工厂的接口：

 

public interface Factory
{
    Cat CreateCat();
    Dog CreateDog();
}

public class MountainSceneFactory:Factory
{
    public Cat CreateCat(){
        return new Catamountain();
    }
    
    public Dog CreateDog(){
        return new CragDog();
    }
}

public class VeldtSceneFactory:Factory
{
    public Cat CreateCat(){
        return new CloudCat();
    }
    
    public Dog CreateDog(){
        return new VeldtDog();
    }
}

 

然后构建一个草原的场景:

 

public class VeldtScene : Scene 
{
    Factory factory; 
    private static Cat cat=null;

    private static Dog dog=null;
    public VeldtScene(Factory f) 
    {
        factory=f;
    } 
    Public void prepare()
    { 
        if(User.Identity=="Dog") 
            dog=factory.CreateDog();
        else(user.Identity=="Cat") 
            cat=factory.CreateCat();
    } 
} 

这样一来，场景的条件不由代码来改变，而可以由客户端来动态改变，来看看我们的客户端吧！

 

Factory factory=new VeldtSceneFactory();
Scene scene=new VeldtScene(factory);
Scene.prepare();

 

 

 

 

 

 

 

 

 

这样如果你的角色是一只狗狗的话，就能在这个草原上见到一只云猫了。工厂模式将实例解耦出来，替换不同的工厂以取得不同的行为。

说明“将组件的配置与使用分离”

 

       事物总是在发展，需求总是在增加。猫狗大战要升级为网络版，我们希望由开发人员开发游戏，而由技术支持人员做游戏的安装配置。一般开发者会提供配置文件交给 技术支持人员，由他们来动态的为游戏更改配置，例如在草原上出现了波斯猫，老虎却出现在客厅里。技术支持人员是无法修改源代码的，但可以让他们修改配置文 件以来改变实例的创建。

我 们的设计离不开一个基本原则--分离接口与实现。在面向对象程序里，我们在一个地方用条件逻辑来决定具体实例化哪一个类，以后的条件分支都由多态来实现， 而不是继续重复前面的条件逻辑。当我们决定将“选择具体实现类”的据侧推迟到部署阶段，则在装配原则上是要与应用程序的其余部分分开的，这样我就可以轻松 的针对不同的部署替换不同的配置。

 

简单说明依赖注入

 

 

终于可以进入本文的重点了。现在我们的目标就是要把组件的配置与使用分离开。IoC（Inversion of Control控制反转）容器因此应运而生，martin在他的大作中将此更形象的称谓依赖注入(Dependency Injection)。

      依赖注入的基本思想是：用一个单独的对象获得接口的一个合适的实现，并将其实例赋给调用者的一个字段。具体的依赖注入的讲解可以看Martin Fowler的文章，不再详述。我主要以实例的形式，来更好的理解依赖注入的特点与其所带来的好处。