مشاهده مفاهیم شیء گرایی در پیرامون خود

• در نقشه ساختمان نمی‌توانید زندگی کنید اما در خود ساختمان می‌توانید.
• از روی یک نقشه می‌توان به تعداد دلخواه ساختمان ساخت.
• هنگامی که در یک ساختمان زندگی می‌کنید نیازی نیست تا دقیقاً بدانید چگونه ساخته شده و مثلاً سیم کشی یا لوله کشی‌های آن چگونه است! تنها کافیست بدانید برای روشن شدن لامپ باید کلید آن را بزنید.
• ساختمان دارای ویژگی هایی مانند متراژ، ضخامت دیوار، تعداد پنجره و ابعاد هر یک و ... است که در هنگام ساخت و بر اساس اطلاعات موجود در نقشه تعیین شده اند.
• ساختمان دارای کارکرد هایی است. مانند بالا و پایین رفتن آسانسور و یا باز و بسته شدن درب پارکینگ. هر یک از این کارکرد‌ها نیز بر اساس اطلاعات موجود در نقشه پیاده سازی و ساخته شده اند.
• ساختمان تمام اجزای لازم برای اینکه از آن بتوانیم استفاده کنیم و به عبارتی در آن بتوانیم زندگی کنیم را در خود دارد.

مفاهیم شیء گرایی در مهندسی نرم افزار

class Player
{
   public string Name;
   public int Age;
   public void Walk()
   {
      // کدهای مربوط به پیاده سازی راه رفتن
   }
   public void Run()
   {
      // کدهای مربوط به پیاده سازی دویدن
   }
}

Player objPlayer = new Player();
objPlayer.Name = “Ali Karimi”;
objPlayer.Age = 30;
objPlayer.Run();

تشخیص و تعریف کلاس‌های برنامه

public class Rectangle
{
   public double Width;
   public double Height;
 
   public double Area()
   {
      return Width*Height;
   }
 
   public double Perimeter()
   {
      return 2*(Width + Height);
   }
}

• کلاس با کلمه کلیدی class تعریف می‌شود.
• همان طور که مشاهده می‌کنید تعریف کلاس با کلمه public آغاز شده است. این کلمه محدوده دسترسی به کلاس را تعیین می‌کند. در اینجا از کلمه public استفاده کردیم تا بخش‌های دیگر برنامه امکان استفاده از این کلاس را داشته باشند.
• پس از کلمه کلیدی class نوبت به نام کلاس می‌رسد. اگرچه انتخاب نام مورد نظر امری اختیاری است اما در آینده حتماً اصول و قراردادهای نام‌گذاری در دات‌نت را مطالعه نمایید. در حال حاضر حداقل به خاطر داشته باشید تا انتخاب نامی مناسب که گویای کاربرد کلاس باشد بسیار مهم است.
• باقیمانده کد، بدنه کلاس را تشکیل می‌دهد. جاییکه ویژگی ها، رفتار‌ها و ... یا به طور کلی اعضای کلاس تعریف می‌شوند.

ایجاد شیء از یک کلاس و نحوه دسترسی به شیء ایجاد شده

Rectangle rectangle = new Rectangle();

Rectangle rectangle;

Rectangle rectangle1 = new Rectangle();
Rectangle rectangle2 = rectangle1;

Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.Width = 10.5;
rectangle.Height = 10;
double a = rectangle.Area();

فیلدها

// public field (Generally not recommended.)
public double Width;

Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.Width = 10.5;

public class Rectangle
{
   public double Width = 5;
   // ...
}

متدها

public class Rectangle
{
   // ...
 
   public double Area()
   {
      return Width*Height;
   }
 
   public double Perimeter()
   {
      return 2*(Width + Height);
   }
}

Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.Width = 10.5;
rectangle.Height = 10;
double p = rectangle.Perimeter();

public class SimpleMath
{
   public int AddTwoNumbers(int number1, int number2)
   {
      return number1 + number2;
   }
}

SimpleMath obj = new SimpleMath();

Console.WriteLine(obj.AddTwoNumbers(1, 2));

int result = obj.AddTwoNumbers(1, 2);
Console.WriteLine(result);

ما طراحی می‌کنیم تا علاوه بر نیاز‌های عملیاتی، به نیاز‌های غیر عملیاتی (Non Functional Requirements) نیز فکر کنیم؛ در حالیکه در زمان برنامه نویسی صرفا به Functionality فکر می‌کنیم.

کتاب Object Oriented Design Heuristics اولین کتاب در زمینه طراحی و توسعه شیء گرا می‌باشد. خواندن آن برای برنامه نویسان در هر رده ای که هستند، مفید خواهد بود و میتوانند از این Heuristicها (قواعد شهودی) به عنوان ابزاری برای تبدیل شدن به یک توسعه دهنده برتر، استفاده کنند.

در این کتاب بیشتر، بهبود طراحی شیء گرا هدف قرار داده شده‌است و در این راستا بیش از 60 دستورالعمل که هیچ وابستگی به زبان خاصی هم ندارند، ارائه شده است. قواعد شهودی در واقع قوانین سخت گیرانه‌ای نیستند. بلکه می‌توان آن‌ها را به عنوان یک مکانیزم هشدار در نظر گرفت که در زمان نیاز حتی میتوان آنها را نقض کرد.

پیشنهاد می‌کنم حداقل برای اینکه ادبیات فنی خود را سامان ببخشید و با ادبیات یکسانی باهم صحبت کنیم، این کتاب را مطالعه کنید.

Introduction to Classes and Objects

پارادایم شیء گرا از مفاهیم کلاس و آبجکت، به عنوان بلوک‌های ساختاری پایه‌ای در شکل گیری یک مدل سازگار و استوار برای تحلیل، طراحی و پیاده سازی نرم افزار، استفاده میکند.

این مفاهیم را با یک مثال واقعی، بهتر می‌توان شرح داد. یک اتاق پر از جمعیت را درنظر بگیرید؛ اگر شما می‌پرسیدید «چه تعداد از حاضرین در این اتاق می‌توانند یک ساعت زنگدار(alarm clock ) را با در دست داشتن تمام قطعات آن، بسازند؟» در بهترین حالت یک یا دو نفر تمایل داشتند دست خود را بالا ببرند. اگر در همین اتاق می‌پرسیدید، «چه تعداد از حاضرین در این اتاق می‌توانند یک ساعت زنگدار را برای ساعت 9 صبح تنظیم کنند؟» بدون شک بیشتر جمعیت تمایل داشتند دست خود را بالا ببرند.

آیا نامعقول نیست که این تعداد جمعیت زیاد، ادعا دارند که میتوانند از ساعت زنگدار استفاده کنند، درحالیکه حتی نمی‌توانند یک ساعت زنگدار بسازند؟ پاسخ بی درنگ برای این سوال «البته که نه! سوال شما نامعقول است» می‌باشد.

در دنیای واقعی خیلی چیزها هستند که ما میتوانیم از آنها استفاده کنیم، بدون آنکه دانشی درباره پیاده سازی آنها داشته باشیم؛ مانند: یخچال‌ها، اتومبیل‌ها، دستگاه‌های فتوکپی، کامپیوترها و غیره. چون آنها برای استفاده شدن از طریق واسط عمومی خودشان، تعریف و طراحی شده‌اند. لذا حتی بدون داشتن دانشی از پیاده سازی آنها، استفاده از آنها آسان می‌باشد. این واسط عمومی وابسته به دستگاه مورد نظر است. اما جزئیات پیاده سازی دستگاه را از دید کاربرانش پنهان میکند. این استراتژی طراحی، چیزی است که به سازنده اجازه می‌دهد بدون آنکه کاربران رنجیده شوند، با آزادی عمل، 60 مؤلفه کوچک استفاده شده در ساخت ساعت زنگدار را تعویض کند.

مثال دیگری از واسط عمومی در مقابل جزئیات پیاده سازی، میتواند در حوزه اتومبیل‌ها دیده شود. زمانیکه تولید کنندگان اتومبیل از سیستم‌های احتراق مکانیکی به سمت سیستم‌های احتراق الکترونیکی کوچ کردند، تعداد خیلی کمی از کاربران اتومبیل‌ها نگران این موضوع بودند. اما چرا؟ چون واسط عمومی آن‌ها مانند سابق ماند و تنها پیاده سازی تغییر کرد. فرض کنید که شما به قصد خرید اتومبیل به یک فروشنده اتومبیل مراجعه می‌کنید و فروشنده یک سوئیچ را به شما داده و از شما می‌خواهد برای تست آن را برانید. بعد از تلاشی که برای استارت زدن داشتید، فروشنده اعلام می‌کند که در این مدل برای استارت زدن باید ابتدا کاپوت را بالا زده و دکمه قرمز را فشار دهید. در این حالت، بدلیل اینکه واسط عمومی اتومبیل دستخوش تغییر بوده است، باعث ناراحتی شما خواهد شد.

این فلسفه، دقیقا یکی از ایده‌های پایه‌ای در پارادایم شیءگرا می‌باشد. تمام جزئیات پیاده سازی در سیستم شما باید در پشت یک واسط عمومی مستحکم و سازگار، از کاربران آنها پنهان باشد. نیاز کاربران، دانستن درباره واسط عمومی می‌باشد؛ اما هرگز مجاز به دیدن جزئیات پیاده سازی آنها نیستند. با این روش، پیاده ساز میتواند به هرشکلی که مناسب است، پیاده سازی را تغییر دهد؛ درحالیکه واسط عمومی مانند سابق می‌باشد. به عنوان مسافری که مکرر سفر میکنم، به شما اطمینان میدهم که استفاده از ساعت‌های زنگدار با وجود عدم اطلاع از پیاده سازی آنها، فواید عظیمی دارند. در هتل‌های زیادی که از دسته بندی‌های گسترده‌ای از ساعت‌ها مانند الکتریکی، قابل کوک (windup)، باتری خور، در هر دو مدل دیجیتال و آنالوگ استفاده میکنند، اقامت کرده‌ام. یکبار هم اتفاق نیفتاده‌است در حالیکه در هواپیما نشسته باشم، نگران این باشم که قادر نخواهم بود از ساعت زنگی اتاقم در هتل استفاده کنم.

بیشتر خوانندگان این کتاب، با وجود اینکه در نزدیکی آنها شاید ساعت زنگداری هم نباشد، ولی منظور بنده را با عبارت «ساعت زنگدار» متوجه شدند. به چه دلیل؟ شما در زندگی خودتان ساعت‌های زنگدار زیادی را می‌بینید و متوجه می‌شوید که همه آنها از یکسری خصوصیات مشترک مانند زمان، یک زمان هشدار و طراحی‌ای که مشخص میکند هشدار روشن یا خاموش است، بهره می‌برند. همچنین متوجه می‌شوید که همه ساعت‌های زنگداری که دیده‌اید امکان تنظیم کردن زمان، تنظیم زمان هشدار و روشن و خاموش کردن هشدار را به شما می‌دهند. در نتیجه، شما الان مفهومی را به نام «ساعت زنگدار» دارید که مفهومی را از داده و رفتار، در یک بسته بندی مرتب برای همه ساعت‌های زنگدار، تسخیر می‌کند. این مفهوم به عنوان یک Class (کلاس) شناخته می‌شود. یک ساعت زنگدار فیزیکی که شما در دست خود آن را نگه داشته‌اید، یک Object (وهله، Instance) ای از کلاس ساعت زنگدار می‌باشد. رابطه بین مفهوم کلاس و وهله، Instantiation Relationship (وهله سازی) نام دارد. به یک object، ساعت زنگدار وهله سازی شده (Instantiated) از کلاس ساعت زنگدار گفته می‌شود؛ در حالیکه از کلاس ساعت زنگدار به عنوان تعمیم (Generalization) از همه object‌های کلاس ساعت زنگدار که شما با آنها روبرو شده‌اید، یاد می‌شود. 

 اگر من به شما می‌گفتم که ساعت زنگدارم از روی پاتختی (میز کوچک کنار تخت که دارای کشو می‌باشد) من پرید، من را گاز گرفت، سپس گربه‌ی همسایه را دنبال کرد، قطعا مرا دیوانه به حساب می‌آوردید. اگر به شما می‌گفتم که سگ من کارهای مشابه‌ای را انجام می‌دهد، کاملا منطقی می‌بود. چون نام یک کلاس تنها به مجموعه‌ای از خواص اشاره نمی‌کند، بلکه رفتارهای موجودیت (entity) را نیز مشخص می‌کند. این رابطه دوسویه بین داده و رفتار، اساس پارادایم شیء گرا می‌باشد.

یک کلاس را  می توان با record definition (ساختار داده پایه، struct) و لیستی از عملیاتی که مجاز به کار بر روی این record definition هستند، پیاده سازی کرد. در زبان‌های رویه‌ای (Procedural) یافتن وابستگی داده‌ها در یک تابع معین، آسان می‌باشد. این کار را می‌توان به سادگی با بررسی کردن جزئیات پیاده سازی تابع و مشاهده نوع داده پارامترهای آن، مقادیر بازگشتی و متغییرهای محلی‌ای که تعریف شده‌اند، انجام داد. اگر قصد شما پیدا کردن وابستگی‌های تابعی بر روی یک داده می‌باشد، باید همه کد را بررسی کرده و به دنبال توابعی باشید که به داده شما وابسته هستند. در مدل شیء گرا، هر دو نوع وابستگی (داده به رفتار و رفتار به داده) به راحتی در دسترس می‌باشند. وهله‌ها، متغیرهایی از یک نوع داده کلاس هستند. جزئیات داخلی آنها باید فقط برای لیست توابع مرتبط با کلاس‌هایشان آشکار باشد. این محدودیت دسترسی به جزئیات داخلی وهله‌ها، Information Hiding نامیده می‌شود. اختیاری بودن این بحث در خیلی از زبان‌های شیء گرا ما را به سمت اولین قاعده شهودی هدایت می‌کند.

همه داده‌ها باید در داخل کلاس خود پنهان شده باشند. (All data should be hidden within its class)

با نقض این قاعده، امکان نگهداری را هم از دست می‌دهید. اجبار به پنهان کردن اطلاعات در مراحل طراحی و پیاده سازی، بخش عظیمی از فواید پارادایم شیء گرا می‌باشد. اگر داده به صورت عمومی تعریف شده باشد، تشخیص اینکه کدام بخش از عملیات (functionality) سیستم به آن داده وابسته است، سخت و مشکل خواهد بود. در واقع، نگاشت تغییرات داده به عملیات سیستم، همانند طراحی و پیاده سازی در دنیای action-oriented می‌باشد. ما مجبور می‌شویم برای تشخیص اینکه کدام عملیات به داده مورد نظر ما وابسته است، تمام عملیات سیستم را بررسی کنیم، تا به این ترتیب متوجه شویم.

برخی اوقات، یک توسعه دهنده استدلال می‌کند «نیاز دارم این بخش از داده را عمومی تعریف کنم زیرا ....» در این وضعیت، توسعه دهنده باید از خود سوال کند «کاری که تلاش دارم با این داده انجام دهم چیست و چرا کلاس این عملیات را خودش برای من انجام نمی‌دهد؟» در همه موارد  این کلاس است که به سادگی عملیات ضروری را فراموش کرده‌است. کمی بر روی شکل 2.2 فکر کنید. توسعه دهنده به صورت تصادفی فکر کرده است که عضو byte_offset را برای مجاز ساختن دسترسی تصادفی I/O، به صورت عمومی تعریف کند. اما چیزی که واقعا برای انجام این کار به آن نیاز داشت، تعریف یک operation بود (در زبان سی، توابع fseek و ftell برای ممکن کردن دسترسی تصادفی I/O، موجود هستند).

مراقب توسعه دهنده‌هایی که جسورانه می‌گویند: «ما می‌توانیم این بخش از داده را تغییر دهیم، زیرا هیچوقت تغییر نخواهد کرد!» باشید. طبق قانون برنامه نویسی مورفی، اولین بخشی که نیاز به تغییر خواهد داشت همین بخش از داده است.

به عنوان مثال دیگر برای روشن‌تر شدن بحث، کلاس Point را که پیاده سازی آن به روش مختصات دکارتی می‌باشد، در نظر بگیرید. یک طراح بی‌تجربه ممکن است دلیل تراشی کند که ما می‌توانیم داده‌های  X و Y را به صورت عمومی تعریف کنیم؛ چرا که هیچ موقع تغییر نخواهند کرد. فرض کنید نیاز جدیدی مبنی بر اینکه پیاده سازی Point به ناچار باید از دکارتی به قطبی تغییر کند، به دست شما برسد. به این صورت استفاده کنندگان از این کلاس Point نیز باید تغییر کنند. حال اگر داده‌ها پنهان بودند و عمومی نبودند، در نتیجه فقط لازم بود پیاده ساز‌های این کلاس، کد خود را تغییر دهند.

1. هر تغییری در کلاس‌های سطح پایین ممکن است باعث ایجاد اشکالی در کلاس‌های سطح بالا گردد.
2. استفاده‌ی مجدد از کلاس‌های سطح بالا در جاهای دیگر مشکل است؛ زیرا وابستگی مستقیمی به کلاس‌های سطح پایین دارند.

•   ماژول‌های (کلاس‌های) سطح بالا نباید به ماژولهای (کلاس‌های) سطح پایین وابسته باشند و هر دو باید به انتزاعات وابسته باشند (برای مثال interface‌ها).
•   انتزاعات نباید وابسته به جزئیات باشند؛ بلکه جزئیات (پیاده سازی) باید وابسته به انتزاعات باشند.

•  کلاس کلاینت / Client Class : کلاس کلاینت (کلاس وابسته) کلاسی است که به کلاس سرویس وابسته است .
• کلاس سرویس  /  Service Class :  کلاس سرویس (وابستگی) کلاسی است که یک سرویس را به کلاس کلاینت ارائه می‌دهد.
•  کلاس تزریق کننده / Injector Class  :  کلاس تزریق کننده، نمونه‌ای از کلاس سرویس را ساخته و به کلاس کلاینت، تزریق می‌کند.

•   تزریق درون سازنده / Constructor Injection  : در تزریق درون سازنده، در سازنده‌ی کلاس کلاینت، لیستی از سرویس‌های مورد نیاز کلاس، که کلاس، برای عملکرد خود به آن‌ها «وابسته» است، ثبت می‌شوند و کلاس Injector، سرویس (وابستگی) مورد نظر را درون سازنده‌ی کلاس Client ارائه می‌دهد.
•   تزریق درون Property  کلاس / Property Injection : در این حالت که همچنین با نام (Setter Injection) هم شناخته می‌شود، تزریق کننده، وابستگی را به وسیله‌ی یک Property عمومی کلاس کلاینت ارائه می‌دهد.
•  تزریق درون متد / Method Injection  : در این حالت، خود کلاس کلاینت، یک پیاده سازی از یک interface را ارائه می‌کند که درون آن متدهایی برای ارائه‌ی وابستگی‌ها به کلاینت تعریف شده‌اند. در این وضعیت، تزریق کننده از این اینترفیس برای ارائه‌ی وابستگی‌ها به کلاینت درون متدها، استفاده می‌کند. 

•  Dependency Injection 
• Service Locator

• ثبت سرویس درون خود
•   ساخت نمونه‌های مورد نظر از سرویس‌ها و ارائه دادن آن‌ها به کلاس‌هایی که نیاز دارند.
•  از بین بردن نمونه سرویس‌های ساخته شده (Dispose) کردن آن‌ها .

اصل هفتم: Liskove Substitution Principle

"ارث بری باید به صورتی باشد که زیر نوع را بتوان بجای ابر نوع استفاده کرد"

این اصل می‌گوید اگر قرار است از ارث بری استفاده شود، نحوه‌ی استفاده باید بدین گونه باشد که اگر یک شیء از کلاس والد ( Base-Parent-Super type ) داشته باشیم، باید بتوان آن را با شیء کلاس فرزند ( Sub Type-Child ) بدون هیچ گونه تغییری در منطق کد استفاده کننده از شیء مورد نظر، تغییر داد. به زبان ساده باید بتوان شیء فرزند را جایگزین شیء والد کرد.

نکته مهم: این اصل در مورد عکس این رابطه صحبتی نمی‌کند و دلیل آن هم منطق طراحی می‌باشد. تصور کنید که شیء ای داشته باشید که از یک کلاس والد، ارث برده باشد. نوشتن  کدی که شیء والد را بتوان جایگزین شیء فرزند کرد، بسیار سخت است؛ چرا که منطق متکی بر کلاس فرزند بسیار وابسته به جزییات کلاس فرزند است. در غیر این صورت وجود شیء فرزند، کم اهمیت میباشد.

با رعایت این اصل، میتوانیم در مواقعی که شروط مرتبط با کلاس فرزند را نداریم و یک سری منطق و قیود کلی مرتبط با کلاس والد را داریم، از شیء کلاس والد استفاده نماییم و وظیفه  نمونه گیری (instantiation ) آن را به یک کلاس دیگر محول کنیم. به مثال زیر توجه کنید:

 public class Parent
    {
        public string Name { get; set; }
        public int X { get; set; }
        public int Y { get; set; }
        public Parent()
        {
            X = Y = 0;
        }
        public virtual void Move()
        {
            X += 5;
            Y += 5;
        }
        public void Shoot() { }
        public virtual void Pass() { } 
    }
    public class Child1 : Parent
    {
        public override void Move()
        {
            X += 10;
            Y += 10;
        }
    }
    public class Child2 : Parent
    {
        public override void Move()
        {
            X += 20;
            Y += 20;
        }
    }
    public enum State
    {
        Start,
        Move,
        Shoot,
        Pass
    }
    public class Creator
    {
        public static Parent GetInstance(bool? condition)
        {
            if (condition == null)
            {
                return new Parent();
            }
            if (condition == true)
            {
                return new Child1();
            }
            else
            {
                return new Child2();
            }
        }
    }
    public class Context
    {
        public void SetState(ref State s)
        {
            s = State.Move;
        }
        public void Main()
        {
            State state =State.Start;
            
            // در مورد نوع این شیء چیزی نمیدانیم و وابسته به شرایط نوع آن متغیر است
            // در حقیقت شیء کلاس فرزند را جای شیء کلاس والد  قرار می‌دهیم و نه بالعکس

            Parent obj = Creator.GetInstance(null);
            
            // منطق برنامه وضعیت را تغییر می‌دهد
            SetState(ref state);

            // قواعد کلی و عمومی که بدون در نظر گرفتن کلاس (نوع) شیء بر آن اعمال می‌شود
            switch (state)
            {
                case State.Move:
                    obj.Move();
                    break;
                case State.Shoot:
                    obj.Shoot();
                    break;
                case State.Pass:
                    obj.Pass();
                    break;
                default:
                    break;
            }           
        }
    }

همانطور که در کدها نیز توضیح داده‌ام، کلاس‌های فرزند را جایگزین کلاس والد کرده‌ایم. اگر می‌خواستیم عکس رابطه را (شیء والد را به شیء فرزند انتقال دهیم) اعمال کنیم باید تغییر زیر را ایجاد میکردیم که با خطا روبرو خواهد شد:

Child1 obj = Creator.GetInstance(null);

اصل هشتم: Interface segregation

"واسط‌های کوچک بهتر از واسط‌های حجیم است"

این اصل به ما می‌گوید در تعریف واسط‌های متعدد خساست به خرج ندهیم و بجای آنکه یک واسط اصلی با وظیفه‌های بسیار داشته باشیم، بهتر است واسط‌های متعددی با وظیفه‌های کمتر داشته باشیم. برای درک این اصل ساده به عقب برمیگردیم، جایی که نیاز به واسط را توضیح دادیم. واسط، نقش تعریف پروتکل را دارد. اگر قرار باشد واسطی بزرگ با چندین مسئولیت داشته باشیم، آنگاه تعریف مستحکمی را از وظیفه‌ی واسط ارائه نداده‌ایم. لذا هر کلاس پیاده ساز این واسط، برخی وظیفه‌هایی را که نیاز به آن ندارد، باید تعریف و پیاده سازی کند. به مثال زیر نگاه کنید:

 public interface IHuman
    {
        void Move();
        void Eat();
        void LevelUp();
        void FireBullet();
    }
    public class Player : IHuman
    {
        public void Eat() { }
        public void FireBullet() { }
        public void LevelUp() { }
        public void Move() { }
    }
    public class Enemy : IHuman
    {
        public void Eat() { }
        public void FireBullet() { }
        public void LevelUp() { }
        public void Move() { }
    }
    public class Citizen : IHuman
    {
        public void Eat() { }
        public void FireBullet() { }
        public void LevelUp() { }
        public void Move() { }
    }

در این مثال که مربوط به مدل یک بازی با نقش‌های بازیکن، دشمن و شهروند (بی گناه!) است، طراحی به گونه‌ای است که دشمن و شهروند، توابعی را که نیاز ندارند، باید پیاده سازی کنند. در دشمن: Eat(), LevelUp() و در شهروند: Eat(), LevelUp(), FireBullet() . لذا واسط IHuman یک واسط کلی با وظیفه‌های متعدد است.

در مدل بهبود یافته که کلاس‌ها با پسوند Better بازنویسی شده‌اند داریم:

public interface IMovable { void Move(); }
    public interface IEatable { void Eat(); }
    public interface IPlayer { void LevelUp(); }
    public interface IShooter { void FireBullet(); }
    public class PlayerBetter : IPlayer, IMovable, IEatable, IShooter
    {
        public void Eat() { }
        public void FireBullet() { }
        public void LevelUp() { }
        public void Move() { }
    }
    public class EnemyBetter : IMovable, IShooter
    {
        public void FireBullet() { }
        public void Move() { }
    }
    public class CitizenBetter : IMovable
    {
        public void Move() { }
    }

در اینجا برای هر وظیفه یک واسط تعریف کرده ایم که باعث قوی شدن معنای هر واسط می‌شود.

اصل نهم: Dependency inversion

"وابستگی بین ماژول‌ها  را به وابستگی آن‌ها به انتزاع (واسط) تغییر بده"

این اصل که نمود آن را در الگو‌های طراحی dependency injection و factory میبینیم، میگوید که ماژول‌های بالادست (ماژول استفاده کننده ماژول پایین دست) به جای آنکه ارجاع مستقیمی را به ماژول‌های پایین دست داشته باشند، به انتزاعی (واسط) ارجاع بدهند که ماژول پایین دست آنرا پیاده سازی می‌کند یا به ارث میبرد. در واقع این اصل برای از بین بردن وابستگی قوی بین ماژول‌های بالا دست و پایین دست، به میدان آمده است. دو حکم اصلی از این اصل بر می‌آید:

الف – ماژول‌های بالا دست نباید وابسته به ماژول‌های پایین دست باشند. هر دو باید وابسته به انتزاع (واسط) باشند. وابستگی ماژول بالا دست از نوع ارجاع و وابستگی ماژول پایین دست از نوع ارث بری است.

ب – انتزاع نباید وابسته به جزییات باشد، بلکه جزییات باید وابسته به انتزاع باشد. یعنی در پیاده سازی منطق برنامه (که جزییات محسوب می‌شود) باید از واسط‌ها یا کلاس‌های انتزاعی استفاده کنیم و همچنین در نوشتن کلاس‌های انتزاعی نباید هیچ گونه ارجاعی را به کلاس‌های جزیی داشته باشیم.

در مثال زیر با نمونه‌ای از طراحی ناقض این اصل روبرو هستیم:

public class Controller
    {
        public Service Service { get; set; }
        public Controller()
        {
            // کنترلر باید نحوه نمونه گیری را بداند (ورودی‌های لازم) و این از وظایف آن خارج است
            Service = new Service(1);
        }
        public void DoWork()
        {
            Service.RunService();
        }
    }

    public class Service
    {
        public int State { get; set; }
        public Service(int s)
        {
            State = s;
        }
        public void RunService() { }
    }

در این مثال کلاس کنترلر، ماژول بالادست و کلاس سرویس، ماژول پایین دست محسوب میگردد. در ادامه طراحی مطلوب را نیز ارائه داده‌ام:

public class ControllerBetter
    {
        // ارجاع به واسط باعث انعطاف و کاهش وابستگی شده است
        public IService Service { get; set; }
        public ControllerBetter(IService service)
        {
            // یک کلاس دیگر وظیفه ارسال سرویس به سازنده کلاس کنترلر را دارد 
            // و مسئولیت نمونه گیری را از دوش کنترلر برداشته است
            Service = service;
        }
        public void DoWork()
        {
            Service.RunService();
        }
    }
    // کاهش وابستگی با تعریف واسط و تغییر وابستگی مستقیم بین کنترلر و سرویس
    public interface IService
    {
        void RunService();
    }
    // وابستگی جزییات به انتزاع
    public class ServiceBetter : IService
    {
        public int State { get; set; }
        public ServiceBetter(int s)
        {
            State = s;
        }
        public void RunService() { }
    }

نحوه بهبود طراحی را در توضیحات داخل کد مشاهده میکنید. در مقاله بعدی به اصول GRASP خواهم پرداخت.