مبادئ SOLID لتصميم البرمجيات: مبدأ عكس التابعيّة Dependency Inversion Principle

مبدأ عكس التابعيّة Dependency Inversion Principle أو اختصارًا DIP، هو آخر مبادئ التصميم الكائنيّ SOLID ويتمتّع بمزايا كبيرة عند تطبيقه بالشكل السليم.

أوّل من قدّم هذا المبدأ هو روبرت مارتن في مقالته التي نشرها عام 1996. أشار روبرت إلى أنّ الأسلوب الشائع في تصميم التابعيّة dependency ضمن المشاريع البرمجيّة في جعل الوحدات البرمجيّة عالية المستوى تعتمد على الوحدات البرمجيّة منخفضة المستوى بشكل مباشر هو أسلوب غير عمليّ ويؤدّي إلى مشاكل كبيرة عند إعادة استخدام الوحدات البرمجيّة عالية المستوى، تتمثّل هذه المشاكل في إجراء تعديلات برمجيّة عديدة عليها كي تتلاءم مع الاستخدام الجديد لها، وهذا بالطبع أمر غير جيّد.

تُعتبر الوحدات البرمجيّة عالية المستوى بمثابة قلب التطبيق البرمجيّ. وقد نرغب في كثير من الأحيان أن نُعيد استخدامها في تطبيقات برمجيّة أخرى ولكن بدون إجراء تعديلات كبيرة عليها. يقترح روبرت مبدأ عكس التابعيّة والذي ينص على ما يلي:

أ – لا ينبغي أن تعتمد الوحدات البرمجيّة عالية المستوى على الوحدات البرمجيّة منخفضة المستوى. يجب على كلّ منهما الاعتماد على واجهات (أصناف مجرّدة).
ب – لا ينبغي أن تعتمد الواجهات/الأصناف المُجردّة على التفاصيل، فالتفاصيل هي من يجب أن تعتمد على الأصناف الواجهات.

قد يكون من الصعب قليلًا فهم هذا المبدأ مباشرةً، لذلك اسمح لي بتوضيحه بشكل أفضل. يُقرّ هذا المبدأ أنّه ينبغي أن تكون هناك طبقة تجريديّة إضافيّة بين الوحدات البرمجيّة عالية ومنخفضة المستوى، تتألّف الطبقة التجريديّة من واجهات. فإذا كان لدينا وحدتان برمجيّتان أردنا أن تعتمد إحداهما على الأخر، فإنّ هذه الاعتماديّة ينبغي أن تتمّ عن طريق صنف واجهة معرّف خصيصًا لهذا الغرض. بهذا الأسلوب، فإنّ الوحدات البرمجيّة عالية المستوى لا تتعامل مباشرةً مع الوحدات البرمجيّة منخفضة المستوى. ستعمل الوحدات البرمجيّة منخفضة المستوى على تحقيق الواجهات (نستطيع القول أنّها سترث منها)، ففي حال أردنا استخدام أي وحدة برمجيّة في مشروع برمجيّ آخر فلن نحتاج إلى تعديل أيّ شيء ضمن الشيفرة البرمجيّة لها. فكل ما نحتاجه ببساطة هو تحقيق الواجهات التي ستعتمد عليها الوحدة البرمجيّة المراد إعادة استخدامها.

بالنسبة للقسم الثاني من المبدأ (الفقرة ب) فهو ينبّه بأنّ الواجهات ينبغي ألّا تصمّم وفقًا للوحدات البرمجيّة منخفضة المستوى (التفاصيل). حيث ينبغي أن تُحقّق الأصناف الوجهات على نفس مستوى التجريد الذي تتمتّع به الوحدات البرمجيّة عالية المستوى.

مثال عن عكس التابعيّة

لنستعرض الآن مثالًا حول كيفية تطبيق هذا المبدأ. يدور هذا المثال حول التعامل مع الواجهات الرسوميّة للمستخدم، ليكن لدينا صنف يمثّل نافذة Window تحوي زرّين Button:

class Button
{
    public:
        void makeVisible();
};

class Window
{
    Button* okButton;
    Button* cancelButton;

    Window()
    {
        okButton = new Button;
        okButton->makeVisible();

        cancelButton = new Button;
        cancelButton->makeVisible();
    }

};

تكمن المشكلة هنا أنّه إذا تغيّر الصنف Button، سنضطّر إلى تغيير بانية الصنف Window أيضًا، وهذا بالطبع أمر غير مرغوب به، لأنّ الصنف Window سيكون عُرضةً للكثير من الاختبارات أثناء بناء البرنامج، وهذا سيؤدّي إلى الكثير من الأخطاء في كلّ مرّة نُعدّل فيها الصنف Button. يؤدّي استخدام صنف واجهة إلى تحسين التصميم إلى حدّ كبير:

class IButton
{
    public:
        static virtual IButton* getInstance() = 0; // factory method
        virtual void show() = 0;
};

class Window
{
    IButton* okButton;
    IButton* cancelButton;

    public:
        Window()
        {
            okButton = IButton::getInstance();
            okButton->show();

            cancelButton = IButton::getInstance();
            cancelButton->show();
        }
};

class Button : public IButton
{
    public:
        void show();
};

كما نرى الآن، يوجد صنف واجهة اسمه IButton وكل من الصنفين Button وWindow يعتمدان عليه. وهذا أمر جيّد للغاية، ففي حال أردنا استخدام الصنف Window في تطبيق برمجيّ جديد، فكل ما علينا هو استخدام أزرار Button تُحقّق الواجهة IButton فحسب. نلاحظ أيضًا التّابع الساكن getInstance الذي نستخدمه للحصول على الكائن الملائم من صنف الزر الذي يُحقّق صنف الواجهة IButton.

المصادر

http://www.objectmentor.com/publications/dip.pdf

http://www.oodesign.com/dependency-inversion-principle.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Dependency_inversion_principle

ترجمة -وبتصرّف- للمقال Dependency Inversion Principle لصاحبه Radek Pazdera.