面向对象设计原则系列（5）：接口隔离原则（ISP）

2023/8/5 编程技术 Unity 面向对象设计原则

在中大型 Unity 项目中，为了统一管理，常常会将多种方法捆绑在一个接口里——例如：

public interface IGameEntity {
    void Initialize();
    void UpdateLogic(float deltaTime);
    void Render();
    void OnDamage(float amount);
    void OnPickedUp();
    void OnDropped();
    void OnUse();
    void OnEquip();
    void OnUnequip();
}

结果，并非所有实体都需要这些方法：NPC 不会被“拾起”，道具不需要“逻辑更新”和“渲染”接口。这样的“胖接口”会导致实现类必须提供空方法，或者客户端依赖不需要的方法，带来以下问题：

实现类臃肿：必须实现一堆无用契约；
依赖污染：客户端对接口的依赖面过宽，难以 Mock；
难以演进：新增方法必然修改所有实现，违背 OCP；

接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）强调：

“Clients should not be forced to depend upon interfaces that they do not use.”

“使用多个专门的接口，比使用一个通用的接口更好。”
——Robert C. Martin

一、ISP 定义与核心思想

接口隔离：让接口只包含客户真正需要的方法，把胖接口拆成多个小接口；
客户端专一：客户端（Client）只依赖它关心的那部分契约；
高内聚低耦合：每个接口聚焦一类功能，实现类按需组合，耦合最小化。

二、为什么需要 ISP

降低实现复杂度
实现类只需关注自己关心的方法，无需提供大量空实现；
提高可测试性
客户端依赖更小的接口，Mock 对象更精简，单元测试更聚焦；
提升扩展性
新增功能仅需新增小接口与实现，不会影响其他组件；
减少部署体积
小接口配合依赖注入，只加载真正需要的服务，节省打包大小。

三、Unity 中的 ISP 违例示例

// “胖”接口：IGameEntity
public interface IGameEntity {
    void Initialize();
    void UpdateLogic(float dt);
    void Render();
    void OnDamage(float amount);
    void OnPickup();
    void OnDrop();
    void OnUse();
    void OnEquip();
    void OnUnequip();
}

// 实现类必须实现所有方法
public class HealthPickup : MonoBehaviour, IGameEntity {
    public void Initialize() { /* … */ }
    public void UpdateLogic(float dt) { /* …*/ }
    public void Render() { /* … */ }
    public void OnDamage(float amount) { /* empty */ }
    public void OnPickup() { /* give health */ }
    public void OnDrop()   { /* empty */ }
    public void OnUse()    { /* empty */ }
    public void OnEquip()  { /* empty */ }
    public void OnUnequip(){ /* empty */ }
}

问题

HealthPickup 根本不需要 OnDamage、OnEquip 等方法，却被迫实现空体；
客户端如果依赖 IGameEntity，就得承担所有方法契约。

四、ISP 重构方案

4.1 拆分小接口

根据职责将 IGameEntity 拆分为若干聚焦接口：

public interface IInitializable { void Initialize(); }
public interface IUpdatable     { void UpdateLogic(float dt); }
public interface IRenderable    { void Render(); }
public interface IDamageable    { void OnDamage(float amount); }
public interface IPickupable    { void OnPickup(); void OnDrop(); }
public interface IUsable        { void OnUse(); }
public interface IEquippable    { void OnEquip(); void OnUnequip(); }

4.2 按需组合

public class HealthPickup : MonoBehaviour, IInitializable, IPickupable {
    public void Initialize() { /* 注册到世界中 */ }
    public void OnPickup()   { /* 加血 */ }
    public void OnDrop()     { /* 掉落反馈 */ }
}

public class PlayerCharacter : MonoBehaviour,
    IInitializable, IUpdatable, IRenderable,
    IDamageable, IUsable, IEquippable
{
    public void Initialize() { /* … */ }
    public void UpdateLogic(float dt) { /* … */ }
    public void Render() { /* … */ }
    public void OnDamage(float amount) { /* 扣血动画 */ }
    public void OnUse()   { /* 使用物品 */ }
    public void OnEquip() { /* 装备武器 */ }
    public void OnUnequip() { /* 卸下武器 */ }
}

五、Unity 具体示例：交互系统重构

假设有一套交互系统，初始设计用单一 IInteractable：

public interface IInteractable {
    void OnFocus();
    void OnUnfocus();
    void OnInteract();
    void OnInspect();
    void OnPickup();
}

焦点物体（OnFocus/OnUnfocus）
可互动物体（OnInteract）
可检查物体（OnInspect）
可拾取物体（OnPickup）

5.1 拆分接口

public interface IFocusable   { void OnFocus(); void OnUnfocus(); }
public interface IInteractable{ void OnInteract(); }
public interface IInspectable { void OnInspect(); }
public interface IPickupable  { void OnPickup(); }

5.2 交互管理

public class InteractionManager : MonoBehaviour {
    void Update() {
        var ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
        if (Physics.Raycast(ray, out var hit)) {
            var focus = hit.collider.GetComponent<IFocusable>();
            focus?.OnFocus();
            if (Input.GetMouseButtonDown(0)) {
                hit.collider.GetComponent<IInteractable>()?.OnInteract();
                hit.collider.GetComponent<IInspectable>()?.OnInspect();
                hit.collider.GetComponent<IPickupable>()?.OnPickup();
            }
        }
    }
}

这样，只有实现对应接口的组件才会响应对应操作，避免了空方法和运行时检查的复杂性。

六、工具

接口方法数
- 统计每个接口的方法数量，超过 4–5 个就要考虑拆分；
依赖图谱
- NDepend：可视化接口与实现的依赖，发现胖接口；
静态分析
- ReSharper：提示接口中未使用的方法；
- SonarQube：检测“接口隔离”相关规则。

七、注意事项

过度拆分
- 每个方法拆一个接口会导致接口过多，管理成本上升；
- 建议将高度相关的方法聚合，如 IFocusable 同时包含 OnFocus/OnUnfocus；
接口版本演进
- 不要在接口中随意添加新方法，需创建新接口并在客户端按需组合；
依赖注入配合
- 在使用 DI 框架时，可利用接口自动注入对应实现；
文档与命名
- 给接口和方法添加清晰的注释，让使用者一目了然它的职责。

八、小结

客户端驱动接口设计：先从客户端使用场景出发，定义精简契约；
按功能聚合方法：将紧密相关的方法放在同一接口；
按需实现：组件只实现自己需要的接口，无关接口不实现；
避免修改接口：如需新增方法，创建新接口并组合，不在原接口上扩展；
配合 DIP/IoC：接口隔离与依赖倒置结合，保证高层模块只依赖微小抽象。

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