Dependency inversion principle (DIP) 依賴反轉原則
什麼是DIP
依賴反轉原則，簡稱DIP(Dependency inversion principle)，告訴我們該如何讓系統依賴性降至最低。DIP的說明：原始碼的依賴關係應只涉及抽象而不涉及具體。這裡的抽象通常指的是介面及抽象類別(Abstract Class)。我們在上一篇ISP介面隔離原則中有簡單介紹過介面，以下說明抽象類別。
抽象類別跟介面的語法很相似，但應用的場景有所不同。介面主要用於定義功能，而抽象類別用於定義子類別大致的輪廓，再將部分細節交由子類別實作。
上面定義了三種介面，以及一個抽象類別。抽象類別就如同一般類別一樣，可以實作多個介面，不同的地方在於抽象類別可以選擇不實作某些方法，交給子類別去實作。
子類別必須實作出父類別的抽象方法，或是繼續維持抽象給下一層子類別實作，而未抽象的方法就可以共用，不須重新定義。
介面像是規格計畫書，實作的類別都必須有介面定義的功能。而抽象類別像是按計劃書設計的半成品，將大部分功能組裝起來，留下不同的部分給子類別實作，也因為是半成品，所以不可以實例化抽象類別。等最終的子類別將抽象類別的抽象方法實作之後，該子類別才能被實例化。
為什麼要有DIP
物件導向的設計方式主要是將屬性及方法利用類別封裝，再實例化產生物件，利用物件之間的互動來建構系統，因此依賴性(耦合性)必不可少。但耦合性高的程式一直是我們不樂見的，它會造成我們系統未來的擴充、修改、維護的困難。我們介紹過的SOLID原則，及未來的設計模式，都是在告訴我們如何降低系統耦合度、提升可讀性及可擴充性。
沒有妥善設計的程式碼，物件之間連結緊密、耦合度高、擴充性低，原因是物件彼此之間直接的的依賴，造成程式碼改動困難，若我們利用DIP依賴反轉原則，讓彼此不直接相依，而是透過介面或抽象類別來互動，就能夠大大改善系統的耦合度。
如何做到DIP
剛才提到過，物件導向設計是利用物件之間彼此的互動來構成整體系統。通常用戶操作的都是大物件，而大物件再跟許多相關的小物件互動，使小物件去做我們要做的事情。
客戶想要一台車，於是我們創建了一台簡單的車子，用戶在啟動車子的時候，實際上是車子呼叫引擎的方法，來達成車子的啟動。
客戶試過這台車之後，覺得馬力不夠大，想要換成柴油引擎，現在為了這個新需求，我們需要修改車子的程式碼。
很明顯的，這違反了我們之前提過的OCP開放封閉原則，因為只要我們更換引擎，就需要重新修改程式碼，這樣對系統是個隱患。會造成如此問題是因為：車子直接相依於引擎的具體實作。
DIP告訴我們，物件不應該相依於具體，而應該相依於抽象。因此我們最好在車子設計之初，就做好可以隨時面對變化的架構。前面應用了許多介面，因此這次我們利用抽象類別來設計新的引擎。
我們利用一個抽象的引擎類別來當中間層，讓引擎跟車子彼此不互相依賴，彼此都依賴於這個抽象引擎。
我們已經把依賴關係轉移到抽象層上了，但這還不夠，因為我們若是要更換引擎，還是得修改Car裡面引擎的實例，因此仍然不符合OCP。
依賴注入Dependency Injection
要讓我們的程式滿足OCP其實很簡單，我們只要將引擎的實例化跟Car類別分離就好，利用依賴注入Dependency Injection(簡稱DI)就可以解決這個問題，在這裡我們先跳過解釋，直接看程式碼。
我們在Car類別的constructor裡指定傳入Engine類別的物件，這樣就可以達到更換引擎而不必修改程式碼的目標了，這種把依賴關係注入到物件中的方式就叫做依賴注入。
但是這種從constructor注入依賴的方式有其限制，一來是我要更換引擎就勢必要重新創建Car的物件，二來是當系統複雜時，注入的依賴變多，管理起來會更加麻煩，因此常見的依賴注入會用另一種方法達成。
這次使用Car類別提供的setEngine方法來注入，我們就可以隨時變換使用的引擎，這種作法需要在start的時候檢查engine是否已被注入，若沒有則要另外處理，這麼做也有麻煩的地方，因此最好的方法就是同時使用兩者。在創建Car的時候透過constructor注入預設的engine，面臨需要隨時抽換的狀況就用setEngine來替換，這樣就可以避免沒有注入的情形了。
總結一下
所有物件的依賴關係都應該依賴於抽象，我們可以用介面或是抽象類別來做到，更可以利用依賴注入的方式進一步降低耦合度。
這篇文章關於DIP的說明反而較少，原因是大部分都聚焦在抽象類別跟依賴注入，因為大部分的觀念其實在前面已經或多或少有提過了，因此這裡花多一些篇幅講一些前面沒提過的東西。SOLID原則彼此都是互相有關聯的，相互結合之下就容易寫出易擴充、穩定度高的程式碼，在設計模式的路上也會持續看到他們的身影。
下一篇文章 <單例模式(Singleton pattern)>
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