C++ 设计原则 - 依赖倒置原则

C++ 中的依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）是SOLID设计原则中的一部分，它要求高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象；而抽象不应该依赖于具体实现细节，具体实现细节应该依赖于抽象。这一原则可以通过使用抽象类和接口来实现。

通过一个简单的示例来说明依赖倒置原则的实现。假设有一个电脑类（Computer）需要连接各种外部设备，例如键盘（Keyboard）和鼠标（Mouse）。我们可以按照依赖倒置原则进行设计和实现。

// 抽象接口
class IDevice 
{
public:
    virtual void use() = 0;
};

// 鼠标类
class Mouse : public IDevice
 {
public:
    void use() override
    {
        cout << "mouse being used" << endl;
    }
};

// 键盘类
class Keyboard : public IDevice 
{
public:
    void use() override 
    {
        cout << "keyboard being used" << endl;
    }
};

// 电脑类
class Computer 
{
private:
    IDevice* device;

public:
    Computer(IDevice* dev) : device(dev) 
    {
    }

    void useDevice() 
    {
        device->use(); // 不依赖于具体的鼠标或键盘类型，而是依赖于抽象接口IDevice
    }
};

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例子中，Computer 类不直接依赖于具体的鼠标或键盘类，而是依赖于抽象接口 IDevice。这样，无论将来增加了新的外部设备，只需要基于IDevice接口实现新的设备类，而无需修改Computer类的代码。

这种实现方式遵循了依赖倒置原则：高层模块（Computer）不依赖于底层模块（具体的鼠标或键盘类），而是都依赖于抽象（IDevice 接口）。这使得代码更加灵活，易于扩展和维护。

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程序需要扩展或维护时，依赖倒置原则可以帮助我们以一种灵活的方式进行改进，而不会对现有的代码造成影响。

通过一个例子来说明：
给电脑类（Computer）增加一个新的外部设备，比如打印机（Printer），根据依赖倒置原则的设计，我们可以轻松地实现这一扩展。

首先，我们创建一个新的打印机类，实现 IDerice 接口：

// 打印机类
class Printer : public IDevice 
{
public:
    void use() override 
    {
        cout << "printer being used" << endl;
    }
};

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然后，我们对 Computer 类进行扩展，将新的打印机设备传入：

int main() 
{
    // 现有的设备
    Mouse mouse;
    Keyboard keyboard;

    // 创建电脑对象并使用现有的设备
    Computer computer1(&mouse);
    computer1.useDevice(); // 输出: mouse being used

    Computer computer2(&keyboard);
    computer2.useDevice(); // 输出: keyboard being used

    // 程序扩展：添加打印机设备
    Printer printer;
    Computer computer3(&printer);
    computer3.useDevice(); // 输出: printer being used

    return 0;
}

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通过这样的扩展，在不修改现有代码的情况下，实现了对新设备的支持。这正是依赖倒置原则的优势所在：高层模块不依赖于具体的底层模块，而是依赖于抽象接口；抽象不依赖细节，细节应依赖抽象；，从而使得系统更加灵活，易于扩展和维护。