I－介面隔離原則（ISP）

什麼是介面隔離原則（ISP）？

介面隔離原則 (ISP) 是物件導向程式設計中的 SOLID 原則之一，它專注於設計接口，以便沒有類別被迫實現它不需要的方法。

簡單來說，ISP 建議我們不要創建大型的、包羅萬象的介面，而應該設計更小、更集中的介面。這確保每個類別只實現它實際需要的方法。

例如：

如果一個大介麵包含許多函數，但一個類別不需要所有這些函數，它仍然必須實作所有這些函數 - 即使有些是不必要的。 ISP 建議我們應該將如此大的介面拆分為更小、更集中的介面。這樣每個類別就可以只實現自己實際需要的功能，避免實現不必要的功能。

透過遵循這種方法，可以降低程式碼複雜性，使其更易於理解和維護。

ISP 的主要目標是：

• 將大型且複雜的介面分解為更小、更具體的介面。

• 確保類別不需要實現不必要的功能。

• 避免對類別施加不適當的責任，從而產生更清晰、更易於理解的程式碼。

例如：

如果一個介面有10個方法，但一個特定的類別只需要其中2個，ISP建議拆分這個大介面。這樣，每個類別就可以只實作它需要的方法，而不必實作其他的。

範例1：

假設我們有一個用於所有類型任務的 Worker 介面：

Java 程式碼：

interface Worker {
    void work();
    void eat();
}

現在有兩個類別：HumanWorker 和 RobotWorker。 HumanWorker 既可以吃飯又可以工作，但 RobotWorker 不能吃飯。儘管如此，RobotWorker 仍必須實作 eat() 方法，這違反了 ISP：

Java 程式碼：

class HumanWorker implements Worker {
    public void work() {
        System.out.println("Human is working");
    }
    public void eat() {
        System.out.println("Human is eating");
    }
}

class RobotWorker implements Worker {
    public void work() {
        System.out.println("Robot is working");
    }
    public void eat() {
        // Robot can't eat, but still needs to implement this method
    }
}

我們可以使用 ISP 來解決這個問題，透過為工作 Workable 和吃 Eatable 建立單獨的介面：

Java 程式碼：

interface Workable {
    void work();
}

interface Eatable {
    void eat();
}

class HumanWorker implements Workable, Eatable {
    public void work() {
        System.out.println("Human is working");
    }
    public void eat() {
        System.out.println("Human is eating");
    }
}

class RobotWorker implements Workable {
    public void work() {
        System.out.println("Robot is working");
    }
}

現在，RobotWorker 不再需要實作不必要的 eat() 方法，遵循介面隔離原則 (ISP)。

範例1：

假設有一個既可以運作又可以充電的機器介面：

JavaScript 程式碼：

class Machine {
  run() {
    console.log("Machine is running");
  }

  recharge() {
    console.log("Machine is recharging");
  }
}

但是，有些機器只能運行，不能充電。根據 ISP 的說法，我們應該將充電的職責分離到不同的介面：

JavaScript 程式碼：

class RunnableMachine {
  run() {
    console.log("Machine is running");
  }
}

class RechargeableMachine {
  recharge() {
    console.log("Machine is recharging");
  }
}

現在不需要儲值的機器只實作run()方法，而可儲值的機器則實作recharge()方法。這種分離遵循介面隔離原則 (ISP)。

範例2：

假設有一個可以列印和掃描的 Printer 類別：

JavaScript 程式碼：

class Printer {
  print() {
    console.log("Printing...");
  }

  scan() {
    console.log("Scanning...");
  }
}

但是，並非所有印表機都具有掃描功能。在這種情況下，我們可以將必要的方法分離到不同的介面：

JavaScript 程式碼：

class PrintOnly {
  print() {
    console.log("Printing...");
  }
}

class ScanAndPrint {
  print() {
    console.log("Printing...");
  }

  scan() {
    console.log("Scanning...");
  }
}

現在，只需要列印功能的印表機將實現 PrintOnly 類，而同時需要列印和掃描功能的印表機將實現 ScanAndPrint 類。此設計遵循介面隔離原則 (ISP)，確保每個類別僅實現其真正需要的內容。

範例3：

假設我們有一個既可以駕駛又可以飛行的車輛類別：

JavaScript 程式碼：

class Vehicle {
  drive() {
    console.log("Driving...");
  }

  fly() {
    console.log("Flying...");
  }
}

但是，並非所有車輛都可以飛行。為了解決這個問題，我們可以建立單獨的介面：

JavaScript 程式碼：

class DriveOnly {
  drive() {
    console.log("Driving...");
  }
}

class FlyAndDrive {
  drive() {
    console.log("Driving...");
  }

  fly() {
    console.log("Flying...");
  }
}

現在，只能駕駛的車輛將實現 DriveOnly 類，而既能駕駛又能飛行的車輛將實現 FlyAndDrive 類。此解決方案遵循介面隔離原則 (ISP)，確保類別僅實現它們所需的功能。

ISP 的重要性與實際應用：

1. 提高程式碼可維護性： ISP 確保類別只需要實作它們需要的方法。這使得程式碼更容易維護，因為類別不會被不必要的方法弄亂。

2. 特定介面的使用：透過使用更小、更集中的介面而不是大的、通用的接口，開發變得更加高效，因為不需要處理不必要的功能。

3. 現實解決方案：想像一下您正在使用不同類型的設備，例如印表機、掃描器和多功能設備。每個設備都有自己特定的任務集。使用 ISP，您可以為每個任務（例如列印、掃描）建立單獨的接口，以便每個設備僅實現其所需的功能。這使程式碼保持乾淨且組織良好。

何時使用 ISP：

• 當多個類別有不同的需求時，您應該將其分解為更小、更具體的接口，而不是使用大型的通用接口。

• 如果您發現某個類別被迫實現它不需要或不使用的方法，您可以應用 ISP 來確保該類別僅實現相關功能。

違反ISP造成的問題：

1. 不必要的方法實作：當一個類別實作了一個大介面但沒有使用所有方法時，它被迫實作不必要的方法。這會導致程式碼中出現不必要的無關方法。

2. 程式碼複雜度增加：大型介面可能會導致類別承擔過多的責任，從而使程式碼變得不必要的複雜。這種複雜性使得程式碼難以維護，並且引入新的變更可能會帶來風險。

3. 違反類別職責：當違反 ISP 時，類別可能必須實現與其核心功能不直接相關的方法。這也違反了單一職責原則 (SRP)，因為該類別參與了其主要角色之外的任務。

4. 維護和更新問題：對大型介面進行變更時，所有實作該介面的類別都必須調整以適應這些變更。如果使用較小的接口，則只有相關的類別需要更新，從而更容易保持一致性。與大型介面保持這種一致性可能會變得具有挑戰性。

5. 程式碼可重用性降低：大型介面強制所有類別實作所有方法，導致可重用性降低。每個類別最終可能包含不必要的程式碼，這會降低程式碼的整體可重複使用性。

例子：

假設你有一個名為 Worker 的大接口，其中包含 work() 和 eat() 方法。現在，對於機器人來說，不需要 eat() 方法，但仍然需要機器人類來實現它。這違反了 ISP 並導致與機器人功能無關的不必要的方法。

結論：

因此，違反 ISP 會導致程式碼複雜性增加、維護困難，並強制執行不必要的方法。

React 中的介面隔離原則（ISP）

介面隔離原則 (ISP) 只是指出，不應強迫物件或元件實現它不使用的方法。每個組件都應該被賦予與其特定需求相關的方法或道具。

ISP的核心思想是不應該提供客戶端不需要使用的介面或API。簡而言之，它建議將大型介面或類別分解為更小、更集中的介面或類別，允許客戶僅使用他們必需的部分。

這種方法透過確保每個元件僅與其所需的功能互動來促進更乾淨、更易於維護的程式碼，並增強系統的靈活性。

簡單範例：

想像一家餐廳有三類顧客：1）來吃米飯的人，2）來吃麵食的人，3）來吃沙拉的人。 如果我們提供它們都具有相同的選單，其中包含所有內容，許多項目與某些顧客無關。這會讓菜單變得不必要地複雜。

根據介面隔離原則（ISP），來吃米飯的顧客只能得到米飯菜單，吃麵食的顧客只能得到麵食菜單，而吃沙拉的顧客只能得到沙拉菜單。這樣，每個人的體驗都會簡化，讓每個客戶都能專注於他們真正想要的東西，而無需任何不必要的選擇。

這個類比說明了 ISP 如何鼓勵客製化介面以滿足特定需求，使互動更加簡單和高效。

ISP in React Simplified:

In React, we often create large components that contain many props or methods. However, it's common for a component not to need all of those props. According to the Interface Segregation Principle (ISP), components should be broken down into smaller parts so that each component only receives the props and methods that are necessary for its functionality.

By following this principle, you can achieve:

1. Cleaner Code: Each component remains focused on its specific task, making the codebase easier to understand and maintain.

2. Improved Reusability: Smaller components can be reused in different contexts without carrying unnecessary props.

3. Better Performance: Since components only receive what they need, rendering becomes more efficient.

For example, instead of a large UserProfile component that handles both user information and user settings, you could create two separate components: UserInfo and UserSettings. Each component would only receive the relevant props, following the ISP and resulting in a more modular and maintainable structure.

Example 1:

Imagine we have created a large Button component that can perform various actions such as onClick, onHover, onFocus, and more. However, in some cases, we might only need the onClick functionality, but the other functions also come with the component, which we don’t need.

According to the Interface Segregation Principle (ISP), we can break down this large Button component into smaller, more focused components. For example:

JSX code:

const ClickableButton = ({ onClick }) => (
  <button onClick={onClick}>Click Me</button>
);

const HoverableButton = ({ onHover }) => (
  <button onMouseOver={onHover}>Hover Over Me</button>
);

Example 2:

Imagine we have a large Form component that contains multiple fields (name, address, email, password). However, sometimes we only need the email and password fields, not the entire form component.

According to the Interface Segregation Principle (ISP), we can break down the form into smaller parts. For example:

JSX code:

const EmailField = ({ email, onChange }) => (
  <input type="email" value={email} onChange={onChange} />
);

const PasswordField = ({ password, onChange }) => (
  <input type="password" value={password} onChange={onChange} />
);

Now, when we only need the email and password, we can use just those specific components instead of the entire form component. This approach allows us to create a more focused and modular structure, adhering to ISP principles.

Example 3:

Imagine we have a large Dashboard component that includes various user information, graphs, and settings. However, there might be a page where we only need the user settings, yet we are using the entire Dashboard component.

According to the Interface Segregation Principle (ISP), we should break down the large Dashboard component into smaller, more focused parts. For example:

JSX code:

const UserInfo = ({ name, email }) => (
  <div>
    <p>{name}</p>
    <p>{email}</p>
  </div>
);

const UserSettings = ({ settings }) => (
  <div>
    <h3>Settings</h3>
    {/* Code to display the settings */}
  </div>
);

Now, we can utilize these separate parts wherever necessary, allowing us to display only the relevant sections needed for that specific page. This approach ensures that our components are lightweight and tailored to their intended functionality.

Solution:

Following the Interface Segregation Principle (ISP), React components should be designed as separate, small interfaces or props tailored for specific tasks. This approach allows components to be easier to manage and used only as needed, promoting a more efficient and clean codebase.

By breaking down components into smaller, focused parts, we ensure that each component does one thing well, enhancing maintainability and making it easier to adapt or extend functionality in the future. This method also facilitates better reusability, as developers can select only the components that fit their requirements without carrying unnecessary baggage.

Disadvantages of Interface Segregation Principle(ISP)

While the Interface Segregation Principle (ISP) has several advantages, it also comes with some limitations. Below are some disadvantages of ISP:

1. Need for More Interfaces: Following ISP often requires breaking large interfaces into smaller ones. This can lead to the creation of a large number of interfaces, making code management somewhat complex.

2. Increased Coding and Maintenance: With many interfaces, each one requires a separate implementation. This increases the workload for developers and can take more time. Additionally, making changes later might necessitate updates in multiple places, complicating maintenance.

3. Risk of Over-Engineering: ISP can sometimes introduce excessive complexity, especially when too many small interfaces are created. This approach may lead to over-engineering, resulting in unnecessary complexity for the project.

4. 複雑な依存関係管理: ISP を使用すると、コンポーネントやクラスがさまざまなインターフェイスに依存する可能性があります。複数のインターフェイスから複数の依存関係が発生し、それらを追跡することが困難になるため、依存関係の管理が複雑になる可能性があります。

まとめ

ISP を適用すると、過剰なインターフェイスの作成、コーディングの増加、管理上の課題などの問題が発生し、プロジェクトの複雑さが増大する可能性があります。

結論

インターフェイス分離原則 (ISP) は、プログラミングのモジュール性と柔軟性を維持するのに役立ちます。大きなインターフェイスやコンポーネントを小さな部分に分割することで、不必要な複雑さが排除されます。 ISP を使用すると、必要なメソッドまたはプロパティのみをコンポーネントに実装できるため、コードがよりシンプルになり、再利用しやすく、保守しやすくなります。場合によってはインターフェイスやコードの増加につながる可能性がありますが、正しく適用すると、ソフトウェア設計の構成と有効性を大幅に向上させることができます。したがって、ソフトウェア開発の品質向上と長期的な成功には、ISP の適切な実装が不可欠です。

以上是I－介面隔離原則（ISP）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！