1. 引言
接口在零碎设计中，以及代码重构优化中，是一个不可或缺的工具，可能帮忙咱们写出可扩大，可维护性更强的程序。
在本文，咱们将介绍什么是接口，在此基础上，通过一个例子来介绍接口的长处。然而接口也不是任何场景都能够随便应用的，咱们会介绍接口应用的常见场景，同时也介绍了接口滥用可能带来的问题，以及一些接口滥用的特色，帮忙咱们及早发现接口滥用的状况。
2. 什么是接口
接口是一种工具，在辨认出零碎中变动局部时，帮忙从零碎模块中抽取出变动的局部，从而保证系统的稳定性，可维护性和可扩展性。接口充当了一种契约或标准，规定了类或模块应该提供的办法和行为，而不关怀具体的实现细节。
接口通常用于面向对象编程语言中，如 Java 和 Go 等。在这些语言中，类能够实现一个或多个接口，并提供接口定义的办法的具体实现。通过应用接口，咱们能够编写更灵便、可保护和可扩大的代码，同时将零碎中的变动隔离开来。
接口的实现在不同的编程语言中可能会有所不同。以下简略展现接口在Java 和 Go 语言中的示例。在Go 语言中，接口是一组办法签名的汇合。实现接口时，类不须要显式申明实现了哪个接口，只有一个类型实现了接口中的所有办法，就被视为实现了该接口。
// 定义一个接口
type Shape interface {Area() float64
Perimeter() float64}
// 实现接口的类型
type Circle struct {Radius float64}
func (c Circle) Area() float64 {return math.Pi * c.Radius * c.Radius}
func (c Circle) Perimeter() float64 {return 2 * math.Pi * c.Radius}在Java 语言中，接口应用 interface 定义，同时蕴含所有的办法签名。类须要通过应用 implements 关键字来实现接口，并提供接口中定义的办法的具体实现。
// 定义一个接口
interface Shape {double area();
double perimeter();}
// 实现接口的类
class Circle implements Shape {
private double radius;
public Circle(double radius) {this.radius = radius;}
@Override
public double area() {return Math.PI * radius * radius;}
@Override
public double perimeter() {return 2 * Math.PI * radius;}
}下面示例展现了 Java 和 Go 语言中接口的定义形式以及接口的实现形式，尽管具体实现形式各不相同，但它们都遵循了类似的概念，接口用于定义标准和契约，实现类则提供办法的具体实现来满足接口的要求。
3. 接口的长处
在辨认出零碎变动的局部后，接口可能帮忙咱们将零碎中变动的局部抽取进去，基于此可能升高了模块间的耦合度，可能进步代码的可维护性和代码的模块化水平，有助于创立更灵便、可扩大和易于保护的代码。上面咱们通过一个简略的例子来进行阐明，具体探讨这些益处。
3.1 初始需要
假如咱们在构建一个商城零碎，其中一个绝对简单且重要的模块为商品价格的计算，计算购物车中各种商品的总价格。价格计算过程绝对简单，包含了根底价格、折扣、运费的计算，而后每一块内容都会有比较复杂的业务逻辑。
基于此设计了 OrderProcessor 构造体，其中的CalculateTotalPrice 实现商品价格的计算，设计了ShippingCalculator 来计算运费，同时还设计DiscountCalculator 来计算商品的折扣信息，通过这几局部的交互配合，独特来实现商家价格的计算。
上面咱们通过一段代码来展现下面的计算流程:
type OrderProcessor struct {
discountCalculator DiscountCalculator
taxCalculator TaxCalculator
}
// 计算总价格
func (tpc OrderProcessor) CalculateTotalPrice(products []Product) float64 {
total := 0.0
for _, item := range cart {
// 获取商品的根底价格
basePrice := item.BasePrice
// 获取实用于商品的折扣
discount := tpc.discountCalculator.CalculateDiscount(item)
// 计算运费
shippingCost := tpc.shippingCalculator.CalculateShippingCost(item)
// 计算商品的最终价格（根底价格 - 折扣 + 税费 + 运费）finalPrice := basePrice - discount + shippingCost
total += finalPrice
}
return total
}
// 运费计算
type ShippingCalculator struct {}
func (sc ShippingCalculator) CalculateShippingCost(product Product) float64 {return 0.0}
// 折扣计算
type DiscountCalculator struct {}
func (dc DiscountCalculator) CalculateDiscount(product Product) float64 {return 0.0}如果这里需要没有发生变化，这个流程能够很好得运行上来。假如这里须要依据商品的类型来利用不同的折扣，之后要怎么反对呢，能够对变动的局部抽取出一个接口，也能够不抽取，都能够反对，咱们比拟一下没有应用接口和应用接口的两种实现形式的区别。
3.2 不形象接口
首先是不应用接口的实现，这里咱们间接在DiscountCalculator 中叠加逻辑，反对不同类型商品的折扣：
type DiscountCalculator struct{}
func (dc DiscountCalculator) CalculateDiscount(product Product) float64 {
// 依据商品类型利用不同的折扣逻辑
switch product.Type {
case "TypeA":
return dc.calculateTypeADiscount(product)
case "TypeB":
return dc.calculateTypeBDiscount(product)
default:
return dc.calculateDefaultDiscount(product)
}
}
func (dc DiscountCalculator) calculateTypeADiscount(product Product) float64 {
// 计算 TypeA 商品的折扣
return product.BasePrice * 0.1 // 例如，假如 TypeA 商品有 10% 的折扣
}
func (dc DiscountCalculator) calculateTypeBDiscount(product Product) float64 {
// 计算 TypeB 商品的折扣
return product.BasePrice * 0.15 // 例如，假如 TypeB 商品有 15% 的折扣
}
func (dc DiscountCalculator) calculateDefaultDiscount(product Product) float64 {
// 默认折扣逻辑，如果商品类型未匹配到其余状况
return product.BasePrice // 默认不打折
}在这里，咱们计算商品折扣，间接应用DiscountCalculator 来实现，依据商品的类型利用不同的折扣逻辑。这里应用了 switch 语句来确定应该利用哪种折扣。这种实现形式尽管在一个类中解决了所有的逻辑，但它可能会导致 DiscountCalculator 类变得宏大且难以保护，特地是当折扣逻辑变得更加简单或须要频繁更改时。
3.3 形象接口
上面咱们给出一个应用接口的实现，将不同的折扣逻辑封装到不同的实现中，以下是应用接口的示例实现：
type OrderProcessor struct {
// 计算商品价格，间接依赖接口
discountCalculator DiscountCalculatorInterface
taxCalculator TaxCalculator
shippingCalculator ShippingCalculator
}
// 定义折扣计算器接口
type DiscountCalculatorInterface interface {CalculateDiscount(product Product) float64
}
// 定义一个具体的折扣计算器实现
type TypeADiscountCalculator struct{}
func (dc TypeADiscountCalculator) CalculateDiscount(product Product) float64 {
// 计算 TypeA 商品的折扣
return product.BasePrice * 0.1 // 例如，假如 TypeA 商品有 10% 的折扣
}
// 定义另一个具体的折扣计算器实现
type TypeBDiscountCalculator struct{}
func (dc TypeBDiscountCalculator) CalculateDiscount(product Product) float64 {
// 计算 TypeB 商品的折扣
return product.BasePrice * 0.15 // 例如，假如 TypeB 商品有 15% 的折扣
}上述示例中，咱们定义了一个 DiscountCalculatorInterface 接口以及两个不同的折扣计算器实现：TypeADiscountCalculator 和 TypeBDiscountCalculator。OrderProcessorWithInterface 构造体依赖于 DiscountCalculatorInterface 接口，这使得咱们能够依据商品的类型轻松切换不同的折扣策略。
3.4 实现比照
上面咱们通过比拟下面两种实现，探讨在辨认出零碎的变动后，让零碎依赖一个接口，绝对于依赖一个具体类的长处。
首先是对于零碎的可扩展性，假如当初须要反对新的类型的折扣，如果引入了接口，只需实现新的折扣计算器并满足雷同的接口要求，就能够实现预期的性能。如果咱们还是依赖一个具体的类，此时要么在DiscountCalculator 中通过if...else 叠加业务逻辑，绝对于接口的引入，代码的可扩展性相比接口的应用就大大降低了。
对于零碎的可测试性，如果是定义了接口，咱们不须要验证其余DiscountCalculator 的实现，只须要验证以后新增的处理器即可。如果是依赖一个具体的类，此时如果进行测试，就须要对所有分支进行笼罩，很容易疏漏。其次，咱们也能够轻松模仿不同的折扣计算器实现，验证 OrderProcessor 的行为。
还有代码可读性和可维护性，接口提供了一种清晰的契约，咱们能够将 DiscountCalculator 当作一个小的模块，OrderProcessor通过接口与该模块进行交互，这使得代码更易于了解和保护，因为接口充当了文档，明确了每个模块的预期行为。
最初，通过接口的定义，OrderProcessor将不再依赖具体的类，而是依赖一个形象层，升高了零碎的耦合度，不再须要关注折扣的计算，让折扣的计算变得更加灵便。
通过以上的探讨，咱们认为如果辨认出了零碎的变动后，该模块可能存在多个不同方向的变动，应该尽量抽取出一个接口，这样可能进步零碎的可扩展性，可测试性，代码的可读性以及可维护性都有肯定水平的进步。
4. 何时应用接口
接口能够给咱们带来一系列的长处，如松耦合，断绝变动，进步代码的可扩展性等，然而滥用接口的话，反而会引入不必要的复杂性，并减少代码的了解和保护老本。
有一个外围的准则，尽量反对依赖具体的类，而不是抽取接口，不要为了应用接口而发明不必要的形象，这可能会使代码变得凌乱和难以了解。
如果真的应用接口，应该确定其在零碎设计中起到促成松耦合和可维护性的作用，而不是减少复杂性。要在适合的场景下应用接口，并思考接口设计的清晰性和可维护性。上面基于此，咱们探讨一些接口可能实用的场景。
4.1 零碎中存在变动局部
零碎中存在变动的局部是应用接口的最外围场景之一 。 应用接口能够将这些变动局部从零碎的其余局部隔离开来，使零碎更具灵活性和可维护性。这种设计容许咱们将变动的局部抽取为一个独自的模块，在变动时，只须要对该模块进行批改，而不用批改整个零碎。接口充当了变动局部的契约，使不同的实现能够轻松地替换或增加，从而适应新的需要或变动的状况。
比方零碎须要向用户发送邮件，可能不同的运营商提供了不同的 API，而后咱们零碎中须要反对多个不同的运营商，在不同场景下应用不同运营商的接口。
此时咱们通过定义接口，零碎通过与该接口进行交互即可，而不须要关怀底层的实现细节。如果未来要增加新的邮件服务提供商，只需创立一个新的类并实现接口即可，而不须要批改现有的代码。
这种形式使零碎的变动局部与其余部分隔离开来，进步了零碎的可维护性和可扩展性。此外，通过应用接口，咱们能够创立模仿邮件发送器来验证零碎的行为，更容易进行单元测试。
4.2 类库的可配置性
类库对外扩大和提供可配置性也是接口应用的重要场景之一。当开发一个类库或框架时，为了让用户可能轻松地扩大和自定义其行为，能够通过接口提供一组可配置的扩大点。这些扩大点容许用户提供本人的实现，以适应其特定需要。
举例来说，一个日志库能够定义一个接口 Logger，并容许用户提供他们本人的 Logger 实现。用户能够抉择应用默认的日志记录实现，也能够创立一个自定义的实现，以将日志信息发送到不同的中央（例如文件、数据库、近程服务器等）。这种可配置性使用户可能依据其我的项目的要求自由选择和调整库的行为。
通过提供接口和可配置性，类库或框架能够更具通用性和灵活性，使用户可能依据其特定的用例和需要来定制和扩大库的性能，从而进步了库的可用性和适用性。这种模块化的设计形式有助于缩小代码的反复，促成了代码的复用，同时也提供了更好的可扩展性和可维护性。
4.3 模块间的交互
零碎划分不同模块并应用接口来进行交互也是一个重要的场景。当将零碎划分为不同的模块或组件时，应用接口定义模块之间的契约和互动形式是一种良好的实际。每个模块能够实现所需的接口，并与其余模块进行交互，这使得模块之间的界线更加清晰，易于了解和保护。
应用接口能够升高模块之间的耦合度。这意味着每个模块不须要关怀其余模块的具体实现细节，只须要遵循接口定义的契约。这种模块化的设计形式有助于将简单的零碎拆分为更小、更易治理的局部，并升高了零碎开发和保护的复杂性。
4.4 单元测试的应用
在须要解除一个宏大的内部零碎的依赖时。有时候咱们并不是须要多个抉择，而是某个内部依赖过重，咱们测试或其余场景可能会抉择 mock 一个内部依赖，以便升高测试零碎的依赖。
比方依赖多个内部 rpc，单元测试时须要屏蔽内部的依赖，此时就比拟有必要应用接口，通过框架生成一个 mock 的实现，从而解除对外部的依赖。
5. 潜在的误用和滥用
5.1 接口滥用带来的问题
尽管接口在适合的场景中十分有用，但滥用接口可能会导致代码变得复杂、难以了解和难以保护。引入过多的接口可能会减少零碎的复杂性，使代码难以了解。每个接口都须要额定的形象和实现，这可能不是必要的。其次应用接口有时会引入额定的性能开销，因为运行时须要进行接口解析。在性能敏感的利用中，这可能是一个问题。
最重要的一个问题，接口的指标是提供一种通用的形象，给零碎提供可配置项，但有时候适度一般化可能会导致不必要的复杂性。在某些状况下，间接应用具体的类可能更加简略和清晰。
咱们应该在确保接口是必要的状况下应用它们，以防止不必要的复杂性和耦合。接口的设计应该基于真正的需要和零碎架构，而不是仅仅为了应用接口而应用接口。
5.2 如何辨认接口是否滥用
对于辨认接口是否滥用，能够通过上面几个方面来查看，如果满足了上面的某一个条件，此时大概率就呈现了接口滥用的状况。
是否过早的形象，在引入该接口时，零碎中是否足够的不同实现来正当地反对这些接口。如果没有的话，此时大概率过早接口的引入，减少了复杂性，而不带来真正的益处。
是否所有类之间引入接口，无论是否有必要，在这种状况下，接口的数量可能会急剧减少，导致代码难以了解和保护，可能还是存在肯定滥用的状况。
如果接口常常发生变化，那么实现这些接口的类可能须要频繁地进行批改，这会减少保护的难度，此时要么接口是不必要的，要么接口的设计是不合理的，须要从新设计。
总的来说，咱们须要确保真正须要接口时才引入它们。应该审慎思考每个接口的设计，确保它们具备明确的用处(如断绝变动，模块间交互的契约，不便单元测试)，并且不引入不必要的复杂性。依据理论需要和零碎架构来正当地应用接口，而不是为了应用接口而应用接口。
6. 总结
在本文，咱们介绍了什么是接口，接口是一种契约，一种协定，用于模块间的交互。
在此基础上，通过一个例子来介绍接口的长处，理解到接口能够进步代码的可扩展性，可维护性，以及升高零碎之间的耦合度。
然而接口也不是任何场景都能够随便应用的，咱们会介绍接口应用的常见场景，包含断绝零碎的变动局部，以及一些类库设计时对外提供配置项的场景。
最初咱们还介绍了接口滥用可能带来的问题，以及一些比拟显著的特色，帮忙咱们更早辨认出零碎设计的坏滋味。
基于此，实现了对接口的残缺介绍，心愿对你有所帮忙。