一. What is ISP(Interface Segregation Princeple)
接口隔离原则,旨在确保接口的设计是专门化和细粒度的。根据ISP，一个类不应该被迫依赖于它不使用的方法或属性。
换句话说：宁愿拆成很多小接口，也不要搞一个超级大的胖接口。
二.ISP错误举例
1.1 串口温度传感器
非常臃肿的uart驱动接口，违反ISP原则。
// 超级大接口 - 所有模块都必须实现所有函数
typedef struct {void (*init)(void* self);void (*read)(void* self, uint8_t* buf, size_t len);void (*write)(void* self, const uint8_t* buf, size_t len);void (*flush)(void* self);void (*get_status)(void* self);void (*sleep)(void* self);void (*wakeup)(void* self);void (*set_baudrate)(void* self, uint32_t baud);void (*set_parity)(void* self, uint8_t parity);void (*ioctl)(void* self, int cmd, void* arg); // 万能控制
} uart_ops; // ← 非常胖的接口
使用时非常尴尬。
// 只想用作只读传感器的模块，却被迫实现一堆无关函数
typedef struct {uart_ops ops;// ...
} temperature_sensor;void temperature_read(void* self, uint8_t* buf, size_t len) { ... }void temperature_init(void* self) { ... }// 下面这些传感器根本不需要，却被迫实现
void temperature_write(...) { return; } // 空实现
void temperature_flush(...) { return; }
void temperature_sleep(...) { return; }
void temperature_set_baudrate(...) { return; }
void temperature_ioctl(...) { return; } // 最痛苦的空实现
1.2 机器人
非常臃肿的worker接口，roboter被迫实现所有函数。
typedef struct {void (*work)(void* self);void (*eat)(void* self);void (*sleep)(void* self);void (*take_break)(void* self);void (*attend_meeting)(void* self);
} worker; // ← 超级胖void robot_eat(void* self) { /* 机器人不吃饭 */ }
void robot_sleep(void* self) { /* 机器人不睡觉 */ }
void robot_take_break(...) { /* 无意义 */ }
三.ISP正确举例
3.1 串口温度传感器
划分为应用层和驱动层抽象接口, 按需实现。
// ---------- 温度传感器应用层抽象接口 ----------
typedef struct {void (*init)(void* sensor);int (*read_temperature)(void* sensor, float* temp);void (*deinit)(void* sensor);
} temperature_ops;// ---------- UART驱动层抽象接口 ----------
typedef struct {void (*init)(void* uart);int (*write)(void* uart, const uint8_t* data, size_t len);int (*read)(void* uart, uint8_t* buf, size_t len);void (*set_baud)(void* uart, uint32_t baud);
} uart_ops;
3.2 机器人
typedef struct { void (*work)(void*); } IWorkable;
typedef struct { void (*eat)(void*); } IEatable;
typedef struct { void (*sleep)(void*); } ISleepable;
typedef struct { void (*take_break)(void*); } IBreakable;typedef struct {IWorkable* workable;// 人类才有的IEatable* eatable;ISleepable* sleepable;
} Human;typedef struct {IWorkable* workable;// 机器人没有其他接口
} Robot;
3.3 函数指针数组
使用函数指针数组实现接口隔离。
typedef enum {INTERFACE_LIFECYCLE = 0,INTERFACE_READABLE,INTERFACE_WRITABLE,INTERFACE_POWER,INTERFACE_COUNT
} interface_type_e;typedef struct {void* impl;void* vtable[INTERFACE_COUNT];
} interface_provider;
四.ISP和LSP
ISP的目的是把大的臃肿，功能不相关的接口拆成多个小接口，防止"客户端"被迫实现。
LSP的目的是使用组合、去掉不合理的继承关系。例如正方形继承自矩形，但是改width会连带改height；一般的鸟都可以飞，但是鸵鸟继承鸟不会飞，运行出错。
在实际编码中，“写小接口 + 谨慎使用继承” 是同时满足 ISP 和 LSP 最有效的一招。