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Dependency Inversion Principle (DIP)

High-level modules should not depend on low-level modules. Both should depend on abstractions

高階模組不應該依賴低階模組。它們都應該依賴抽象。

Abstractions should not depend on details. Details (concrete implementations) should depend on abstractions.

抽象不應該依賴細節。細節應該依賴抽象。

目的是把高階模組對低階模組的依賴解耦，
改為高階模組依賴定義出的抽象介面，
而由低階模組去實現介面。

其中的依賴關係被顛倒，使得低階模組依賴於高階的抽象介面。

Def. 發電：泛指從其它種類的能源轉換為電力的過程。

最初我們有一個電力系統，發電系統採用火力發電，
之後再由輸電系統，配給各個用戶。

今天我們想要抽換發電系統，改為風力發電。
卻發現原本的電力系統強耦合於火力發電，不易抽換。

透過定義出抽象的發電介面，我們可以讓電力系統依賴於發電介面，
並讓火力發電、風力發電去實作發電介面。

因為依賴抽象化，未來就更容易抽換發電系統了。

以下提供範例程式碼：

情境：目前電力系統採用火力發電

• 火力發電

<?php

namespace App\SOLID\DIP\PowerSystems;

class ThermalPower
{
    public function generatePower()
    {
        return '電力';
    }
}

• 電力系統

<?php

namespace App\SOLID\DIP\PowerSystems;

use App\SOLID\DIP\PowerSystems\ThermalPower;

class Program
{
    public function getPower()
    {
        $thermalPower = new ThermalPower();
        return $thermalPower->generatePower();
    }
}

隨著科技發展，現在我們想要改成用風力發電來取代火力發電，
卻發現原本的程式，強耦合在ThermalPower。
（依賴了具體的類別）

我們決定定義一個抽象的介面，
讓程式依賴在介面，並由各個發電方式實作介面。
改變彼此的依賴關係。

需求一：定義抽象介面，改變電力系統與火力發電的依賴關係

• 首先定義發電介面

<?php

namespace App\SOLID\DIP\PowerSystems\Contracts;

interface PowerGeneratable
{
    public function generatePower();
}

• 接著讓火力發電實作發電介面

<?php

namespace App\SOLID\DIP\PowerSystems;

use App\SOLID\DIP\PowerSystems\Contracts\PowerGeneratable;

class ThermalPower implements PowerGeneratable
{
    public function generatePower()
    {
        return '電力';
    }
}

• 最後改寫原本的電力系統

<?php

namespace App\SOLID\DIP\PowerSystems;

use App\SOLID\DIP\PowerSystems\Contracts\PowerGeneratable;

class Program
{
    public function getPower(PowerGeneratable $powerGeneration)
    {
        return $powerGeneration->generatePower();
    }
}

（註：現在要用什麼樣的發電方式，會交由客戶端決定）

• 客戶端使用火力發電（提供測試程式碼，供參考）

<?php

namespace Tests\Feature\SOLID\DIP\PowerSystems;

use PHPUnit\Framework\TestCase;
use App\SOLID\DIP\PowerSystems\Program;
use App\SOLID\DIP\PowerSystems\ThermalPower;

class ProgramTest extends TestCase
{
    /**
     * @var Program
     */
    protected $sut;

    protected function setUp(): void
    {
        $this->sut = new Program();
    }

    public function testGetPowerByThermalPower()
    {
        $expected = '電力';
        $powerGeneration = new ThermalPower();
        $actual = $this->sut->getPower($powerGeneration);
        $this->assertEquals($expected, $actual);
    }
}

需求二：新增風力發電

• 實作風力發電

<?php

namespace App\SOLID\DIP\PowerSystems;

use App\SOLID\DIP\PowerSystems\Contracts\PowerGeneratable;

class WindPower implements PowerGeneratable
{
    public function generatePower()
    {
        return '電力';
    }
}

• 客戶端使用風力發電（提供測試程式碼，供參考）

<?php

namespace Tests\Feature\SOLID\DIP\PowerSystems;

use PHPUnit\Framework\TestCase;
use App\SOLID\DIP\PowerSystems\Program;
use App\SOLID\DIP\PowerSystems\ThermalPower;
use App\SOLID\DIP\PowerSystems\WindPower;

class ProgramTest extends TestCase
{
    /**
     * @var Program
     */
    protected $sut;

    protected function setUp(): void
    {
        $this->sut = new Program();
    }

    public function testGetPowerByThermalPower()
    {
        $expected = '電力';
        $powerGeneration = new ThermalPower();
        $actual = $this->sut->getPower($powerGeneration);
        $this->assertEquals($expected, $actual);
    }

    public function testGetPowerByWindPower()
    {
        $expected = '電力';
        $powerGeneration = new WindPower();
        $actual = $this->sut->getPower($powerGeneration);
        $this->assertEquals($expected, $actual);
    }
}

最後附上類別圖比較：

• 依賴具體的火力發電
  

• 依賴抽象的發電介面，並由各個發現方式實作介面
  （可以觀察火力發電與風力發電的依賴方向，是不是反轉了呢）
  

ʕ •ᴥ•ʔ：重讀一次DIP發現重點在於，如何定義出足夠抽象的介面。