系统组件的 C++ 依赖倒置

Question

到目前为止，我对这个原则的理解还很肤浅——“高级模块不应该依赖低级模块。一切都应该依赖于接口(interface)。”这通过示例出现在许多书中，其中负责启用/禁用 Lamp 的 Button 类不应依赖于它。 Button 不应使用具体的 Lamp，而是应提供 Lamp 实现的接口(interface)。根据 Martin 的一本书，接口(interface)应该由高级类/模块公开并由低级模块实现。正如我完全可以想象的那样，在库中使用该原则，但是将其应用于更大的系统组件似乎很麻烦。让我们考虑以下错误设计的示例:

----------Library for group of sensors for certain Vendor, let's call it 'sx' that exposes bunch of header files and dynamically linked library:

// SX4000.hpp
class SX4000{
  public:
    uint32_t getTemperature() const;
    uint32_t getBatteryLevel() const;
};

// libsx.so

----------Application using the sensor
// Display.cpp
#include "SX4000.hpp"

void DisplayTemperatureSensorDetails(const SX4000& sensor)
{
    auto temperature = sensor.GetTemperature();
    auto batteryLevel = sensor.GetBatteryLevel();
    // Logic sending values to the screen
    // ...
}

那么采用建议方法的设计将是:

// Application using the sensor
// Measurable.hpp
class Measurable
{
  public:
    virtual uint32_t GetTemperature() const = 0;
    virtual uint32_t GetBatteryLevel() const = 0;
};


// Display.cpp
void DisplayTemperatureSensorDetails(const Measurable& sensor)
{
    auto temperature = sensor.GetTemperature();
    auto batteryLevel = sensor.GetBatteryLevel();
    // Logic sending values to the screen
    // ...
}

// Sensor library:
// SX4000.hpp
class SX4000 : public Measurable{
  public:
    uint32_t getTemperature() const;
    uint32_t getBatteryLevel() const;
};
// libsx.so

然而，这似乎违反了面向对象编程的基本规则之一。如果有低级库，为什么要将其调整到使用的地方？如果系统的其他组件必须使用传感器库怎么办？这是否意味着在每次使用时都应该将新接口(interface)添加到传感器库中？我看到了该问题的两个解决方案:

• 传感器库公开 Measurable 接口(interface)而不是 Application
• 应用程序创建一个实现 Measureable 的适配器/包装器类，并在入口点注入(inject)

哪种解决方案更好，还有其他替代方案吗？

编辑。只是为了澄清一些我可能以错误的方式提出的观点。一般来说，我完全理解多态的所有好处，我不质疑这种方法。我唯一担心的是具有相当成熟接口(interface)的库之间的依赖倒置。在大型系统中，很可能所有低级库的重要部分都已经建立了良好的接口(interface)。然后根据该规则，我在该组件之上编写一个组件，向服务公开一个接口(interface)。然后，我不得不用抽象来更新这种完善的低级库接口(interface)。我假设在这种情况下，最好的方法是坚持使用低级库的这种完善的接口(interface)，并将适配器放在更高级别的库中。这种方法的优缺点是什么？还有其他选择吗？

Answer 1

我认为您首先需要确定 SX4000 是否是唯一的 Measurable 对象。

例如，如果您有另一个单位，比如说 SX5000，它也是一个 Measurable。当你有 Measurable 接口(interface)时，如果你有一个接受 Measurable 的函数，它可以同时接受 SX4000 和 SX5000.

更重要的是，当您编写该函数时，您可能不知道还会有另一个 Measurable 对象。通过创建一个接口(interface)，您的函数将接受一个 Measurable 对象，这样该函数就可以自动接受新的对象类型，而无需更改该函数的任何代码。

另一方面，SX4000 可能不仅是一个Measurable 对象。比方说，它也可能是一个 Switch 对象。通过创建继承了 Measurable 和 Switch 的 SX4000，您可以轻松地从两个界面获取信息。