Dependency Inversion Principle (DIP) - OO設計のDIP依存逆転原則

Robert C. Martin氏による有名なオブジェクト指向設計（OOD）の原則“Principles of OOD”があります。

本文は“Principles of OOD”の依存関係の逆転原則：Dependency Inversion Principle (DIP)について学びます。

DIP依存逆転原則はクラス同士の結合度をいかに減らすか、またはどちらに依存すべきかを判定する原則です。

概要

A. High level modules should not depend upon low level modules. Both should depend upon abstractions.
上位モジュールは下位モジュールに依存してはならない。両者は抽象に依存すべきである。
B. Abstractions should not depend upon details. Details should depend upon abstractions.
抽象は詳細（抽象の実装クラス）に依存してはならない。詳細は抽象に依存すべきである。

依存関係：
JavaやCなどのプログラミングの依存関係とは、モジュール（関数、メソッド）間の呼び出し関係です。モジュールAはモジュールBを呼出していることは、AはBに依存していることです。

上位モジュール：簡単に言うと、上層にいるモジュール、または呼ぶ側のモジュールとのことです。上位モジュールはより大きな枠、概念、サービスなどを提供します。
下位モジュール：下層にいるモジュール、または呼出される側のモジュールとのことです。下位モジュールはより詳細（細かい）、具体的な処理を提供します。
例：
//データ転送
transferData() {
    //①キーボードから入力データの取得
    data = getKeybordInput();
    //②データをプリンタに転送
    transfer2Print(data);
}

上の例では、transferDataというモジュールを上位モジュールと呼び、getKeybordInputとtransfer2Printを下位モジュールと呼びます。

抽象：一般的に、オブジェクト指向の抽象とは抽象クラスまたはインタフェースとのことです。
詳細：抽象クラスやインタフェースの実装クラスです。

依存（関係）逆転：上記の例では、transferDataはgetKeybordInputとtransfer2Printを依存します、つまり、上位モジュールは下位モジュールを依存してしまいます。
DIP依存逆転原則は上位モジュールは下位モジュールを依存しないようにします。これは「逆転」という名前の由来です。

では、なぜ、「上位モジュールは下位モジュールに依存してはならない」のでしょうか？

問題

Robert C. Martin氏はいくつかの“Bad Design”（よくないデザイン）を提起しました。
1. It is hard to change because every change affects too many other parts of the system.(Rigidity)
変更しづらい。システムのほかの部分も変更の影響を受けてしまい、変更しづらくなります。

2. When you make a change, unexpected parts of the system break. (Fragility)
壊れやすい。一箇所を修正して、システムの予期せぬ部分が動作しなくなってしまいます。

3. It is hard to reuse in another application because it cannot be disentangled from the current application. (Immobility)
再利用性低い。アプリケーションから分離することは難しいため、モジュールの再利用性は非常に低い。

その原因は上位モジュールが下位モジュールに依存しすぎると考えられ、下位モジュールの変更によって上位モジュールも変更しなければならなかったからです。

問題の解決

“Bad Design”（よくないデザイン）を解消するために、Robert C. MartinはDependency Inversion Principle (DIP) 原則を提唱します。

High Level Classes（上位モジュール） --> Abstraction Layer（抽象レイヤー） --> Low Level Classes（下位モジュール）

上位モジュールと下位モジュールの間でAbstraction Layer（抽象レイヤー）を追加することで、“Bad Design”を解消します。
Abstraction Layer（抽象レイヤー）は下位モジュールのインタフェースであり、下位モジュールはそれを実装します。また、上位モジュールはAbstraction Layer（抽象レイヤー）を呼ぶようにし、下位モジュールに依存しなくなります。

これで、上位モジュールは下位の実装モジュールの変更影響を受けずに済むことができます。

参考資料

Dependency Inversion Principle (DIP)「PDF。英語」

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