[C#] #7 依賴注入與介面在C#中的應用 - antqtech/KM GitHub Wiki

依賴注入（Dependency Injection, DI）是一種設計模式，用於實現控制反轉（Inversion of Control, IoC）。它允許將對象的依賴關係在外部進行管理，從而提高程式碼的可測試性和可維護性。在C#中，介面經常用於依賴注入，因為它們提供了一種標準化的方式來定義和實現行為。

依賴注入的基本概念

依賴注入有三種主要方式：

構造函數注入：通過構造函數注入依賴。
屬性注入：通過屬性注入依賴。
方法注入：通過方法參數注入依賴。

範例：電子商務系統中的訂單處理

我們以電子商務系統中的訂單處理為例，展示如何使用依賴注入來管理服務的依賴關係。

1. 定義服務介面

首先，我們定義一個支付服務介面 IPaymentService 和一個通知服務介面 INotificationService。

public interface IPaymentService
{
    void ProcessPayment(decimal amount);
}

public interface INotificationService
{
    void NotifyCustomer(string message);
}

2. 實現具體服務

接下來，我們創建兩個具體服務類別，CreditCardPaymentService 和 EmailNotificationService，它們實現了相應的介面。

public class CreditCardPaymentService : IPaymentService
{
    public void ProcessPayment(decimal amount)
    {
        Console.WriteLine($"Processing credit card payment of {amount}.");
    }
}

public class EmailNotificationService : INotificationService
{
    public void NotifyCustomer(string message)
    {
        Console.WriteLine($"Sending email notification: {message}");
    }
}

3. 定義訂單處理類別

我們定義一個 OrderProcessor 類別，使用依賴注入來獲取支付服務和通知服務。

public class OrderProcessor
{
    private readonly IPaymentService _paymentService;
    private readonly INotificationService _notificationService;

    // 構造函數注入
    public OrderProcessor(IPaymentService paymentService, INotificationService notificationService)
    {
        _paymentService = paymentService;
        _notificationService = notificationService;
    }

    public void ProcessOrder(decimal amount)
    {
        _paymentService.ProcessPayment(amount);
        _notificationService.NotifyCustomer("Your order has been processed.");
    }
}

4. 使用依賴注入容器

在現代C#應用程式中，通常使用依賴注入容器來管理依賴關係。在這個範例中，我們使用內建的依賴注入容器來配置和解析依賴。

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 建立服務集合
        var serviceCollection = new ServiceCollection();

        // 註冊服務
        serviceCollection.AddTransient<IPaymentService, CreditCardPaymentService>();
        serviceCollection.AddTransient<INotificationService, EmailNotificationService>();
        serviceCollection.AddTransient<OrderProcessor>();

        // 建立服務提供者
        var serviceProvider = serviceCollection.BuildServiceProvider();

        // 解析並使用 OrderProcessor
        var orderProcessor = serviceProvider.GetService<OrderProcessor>();
        orderProcessor.ProcessOrder(100.0m);
    }
}

在這裡，我們使用 ServiceCollection 來註冊服務，並使用 BuildServiceProvider 來建立服務提供者。然後，我們可以使用 GetService 方法來解析 OrderProcessor 並處理訂單。

優點與應用

優點

提高可測試性：依賴注入使得我們可以輕鬆地使用模擬（mock）對象進行單元測試。
降低耦合度：依賴注入使得類別之間的依賴關係更加鬆散，從而提高了系統的可維護性。
提高靈活性：可以根據需要輕鬆替換具體實現，而不需要修改客戶端程式碼。

應用場景

依賴注入適合用於以下情況：

需要管理複雜依賴關係：例如大型應用程式中的服務和存儲庫（repository）層。
需要進行單元測試：依賴注入使得我們可以輕鬆地替換具體實現，以進行單元測試。
需要靈活配置：可以根據不同的環境或配置使用不同的實現。

總結

依賴注入是一種強大的設計模式，通過將對象的依賴關係在外部進行管理，提供了一種靈活且可測試的方式來構建應用程式。介面在依賴注入中扮演關鍵角色，提供了統一的契約，確保不同的實現具有一致的行為。通過理解和應用依賴注入，我們可以更有效地管理應用程式的依賴關係，提高程式碼的靈活性和可維護性。