C++中的依赖注入

目录
1.概述
2.构造函数注入
3.setter方法注入
4.接口注入
5.依赖注入框架
6.依赖注入容器
7.依赖注入框架的工作原理
8.依赖注入的优势
9.总结

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1.概述

        依赖注入是一种设计模式，它允许我们在不直接创建对象的情况下为对象提供其依赖项；它通过将对象的依赖关系从内部实现转移到外部设置，以此来实现松耦合；这使得我们的代码更易于测试、维护和扩展。
        然而，在C++中实现依赖注入（Dependency Injection, DI）通常比在一些其他语言（如Java或.NET）中更具挑战性，因为C++是一种静态范例语言，且没有内建的依赖注入框架。不过，通过一些设计模式和技术，我们可以在C++项目中实现依赖注入。
        依赖注入主要有以下三种方式：

• 构造函数注入：将被依赖对象通过构造函数的参数转达依赖对象，而且在初始化对象的时间注入。
  
• 属性注入：通过属性（成员变量）来转达依赖对象。
  
• 接口注入：通过接口方法转达依赖对象。
  

     在C++中，构造函数注入和属性注入是最常用的两种方式。
2.构造函数注入

        构造函数注入是一种最简单且最常用的依赖注入方式，通过构造函数参数来转达依赖对象。示例代入如下：

1. class Dependency {
2. public:
3.     void doSomething() {
4.         // 实现
5.     }
6. };
8. class MyClass {
9. private:
10.     Dependency* dep;
12. public:
13.     MyClass(Dependency* dep) : dep(dep) {}
15.     void someMethod() {
16.         dep->doSomething();
17.     }
18. };
20. // 使用
21. Dependency dep;
22. MyClass myClass(&dep);
23. myClass.someMethod();

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在上述代码中，MyClass类通过构造函数接收Dependency对象的引用，从而实现了依赖注入。
3.setter方法注入

        通过类的成员函数（通常是setter）来注入依赖项。这种方式提供了更多的机动性，但也大概导致类在使用前未正确设置的风险。示例代码如下：

1. class MyClass {  
2. private:  
3.     Dependency* dep = nullptr;  
4.   
5. public:  
6.     void setDependency(Dependency* dep) {  
7.         this->dep = dep;  
8.     }  
9.   
10.     void useDependency() {  
11.         if (dep) {  
12.             dep->doSomething();  
13.         }  
14.     }  
15. };  
16.   
17. // 使用  
18. Dependency dep;  
19. MyClass myClass;  
20. myClass.setDependency(&dep);  
21. myClass.useDependency();

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在此例中，MyClass类通过setDependency方法接收Dependency对象，从而实现了依赖注入。
4.接口注入

        依赖类必须要实现指定的接口(在C++中通常通过纯虚函数实现的抽象基类)，然后实现该接口中的一个函数，该函数就是用于依赖注入。该函数的参数就是要注入的对象。接口注入中，接口的名字、函数的名字都不紧张，只要包管函数的参数是要注入的对象范例即可。
        示例代码如下：

1. class IDependency {  
2. public:  
3.     virtual void doSomething() = 0;  
4.     virtual ~IDependency() {}  
5. };  
6.   
7. class Dependency : public IDependency {  
8. public:  
9.     void doSomething() override {  
10.         // 实现细节  
11.     }  
12. };  
13.   
14. class MyClass {  
15. private:  
16.     IDependency* dep;  
17.   
18. public:  
19.     MyClass(IDependency* dep) : dep(dep) {}  
20.   
21.     void useDependency() {  
22.         dep->doSomething();  
23.     }  
24. };  
25.   
26. // 使用  
27. Dependency dep;  
28. MyClass myClass(&dep);  
29. myClass.useDependency();

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5.依赖注入框架

        虽然C++没有内置的依赖注入框架，但有一些第三方库提供了依赖注入的支持，如Boost.DI、Inject或C++DI等。这些库通常提供了更高级的特性和更简洁的语法来管理依赖项。
1) Spring（Java）：Spring框架是Java生态体系中最盛行的依赖注入框架之一。它提供了丰富的功能，包括依赖注入、面向切面编程（AOP）、事件管理等。Spring的依赖注入是通过其IoC容器来实现的，支持多种注入方式和设置方式。
2) Google Guice（Java）：Guice是一个轻量级的Java依赖注入框架，它提供了比Spring更简洁的API和更快的启动速率。Guice也支持构造函数注入、Setter方法注入和字段注入等多种注入方式。
3) Dagger（Java/Kotlin）：Dagger是Google开辟的一个基于编译时注解处理的依赖注入框架，它提供了比Guice更快的性能。Dagger逼迫使用构造函数注入，并通过代码天生来优化依赖注入的性能。
4) Boost.DI（C++）：虽然C++没有内置的依赖注入框架，但Boost.DI是一个盛行的C++依赖注入库。它提供了雷同于Java依赖注入框架的功能，允许开辟者在C++项目中实现依赖注入。
5) Wire（Go）：Wire是由Google开源的一个用Go语言实现的依赖注入代码天生工具。它可以或许根据开辟者编写的代码天生相应的依赖注入Go代码，实现编译期间的依赖注入。
6.依赖注入容器

        在C++中，没有像Spring或.NET Core那样的内置依赖注入容器。但是，你可以使用第三方库（如Boost.DI或Inject）或自己实现一个简单的容器。

1. // 假设有一个简单的DI容器
2. class DIContainer {
3. // 容器实现，可以存储和检索依赖项
4. };
6. // 容器配置
7. DIContainer container;
8. container.register<Dependency>();
9. container.register<MyClass, std::unique_ptr<MyClass>>([](DIContainer& c) {
10. return std::make_unique<MyClass>(c.resolve<Dependency*>());
11. });
13. // 使用
14. auto myClass = container.resolve<std::unique_ptr<MyClass>>();
15. myClass->someMethod();

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7.依赖注入框架的工作原理

        依赖注入框架通过容器（IoC容器）来管理对象的生命周期和依赖关系。开辟者只需定义好类的依赖关系，框架就会在运行时或编译时主动将这些依赖注入到对象中。如许，类的创建和使用就被解耦了，进步了代码的机动性和可重用性。
        依赖注入框架的工作原理通常包括以下几个步骤：
定义依赖：在代码中通过注解、XML设置文件或别的设置类等方式定义类的依赖关系、对象的属性、生命周期等。
创建容器：创建IoC容器，它负责管理和维护应用步伐中的所有对象，包括对象的初始化、销毁、变乱触发等。这有助于确保对象在使用过程中的正确性和稳定性。
剖析依赖：容器在创建对象时，会根据定义的依赖关系主动查找并注入所需的依赖项。
对象使用：对象被创建并注入依赖后，就可以像往常一样使用了。但是，由于依赖关系是由容器管理的，因此对象的创建和使用都被解耦了。
8.依赖注入的优势

        依赖注入框架的优势主要体现在以下几个方面：
低落耦合度：通过解耦对象的创建和使用，低落了代码之间的耦合度，进步了代码的可维护性和可扩展性。
进步可测试性：由于依赖关系可以在外部定义和设置，因此可以轻松地替换为模拟对象（Mock Object）进行测试，进步了代码的可测试性。
支持模块化开辟：通过依赖注入，可以将应用步伐划分为多个独立的模块，并通过设置来组装这些模块，支持模块化开辟。
9.总结

        依赖注入框架是一种强盛的软件设计模式实现工具，它可以或许帮助开辟者低落代码的耦合度，进步代码的可测试性、可维护性和可扩展性。通过外部设置或代码逻辑将依赖项注入到目的对象中，依赖注入框架使得对象的创建、设置和生命周期管理变得更加机动和高效。

保举阅读：

面向对象设计之依赖反转原则

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