C# 中的依赖注入：提高代码的可测试性和可维护性

最新推荐文章于 2025-10-18 11:24:08 发布

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C#中的依赖注入（Dependency Injection，简称DI）。依赖注入是一种设计模式，用于减少代码之间的耦合，提高代码的可测试性和可维护性。以下是一篇关于C#中依赖注入的文章。

引言

依赖注入（Dependency Injection，简称DI）是一种设计模式，用于减少代码之间的耦合，提高代码的可测试性和可维护性。通过依赖注入，可以将对象的依赖关系从代码中分离出来，使其更加灵活和模块化。本文将详细介绍C#中的依赖注入，包括其基本概念、常用框架和应用场景。

依赖注入的基本概念

什么是依赖注入？

依赖注入是一种设计模式，用于将对象的依赖关系从代码中分离出来。通过依赖注入，对象不再负责创建和管理其依赖项，而是由外部容器或构造函数来提供这些依赖项。

依赖注入的三种形式

构造函数注入：通过构造函数传递依赖项。
属性注入：通过属性设置依赖项。
方法注入：通过方法参数传递依赖项。

依赖注入的优点

降低耦合度：对象不再直接依赖于具体实现，而是依赖于抽象接口。
提高可测试性：可以通过注入模拟对象来测试代码。
提高可维护性：代码更加模块化，易于修改和扩展。

构造函数注入

示例

假设我们有一个 UserService 类，它依赖于 IUserRepository 接口来操作用户数据。

public interface IUserRepository
{
    User GetUserById(int id);
    void AddUser(User user);
}

public class UserRepository : IUserRepository
{
    public User GetUserById(int id)
    {
        // 实际的数据访问逻辑
        return new User { Id = id, Name = "John Doe" };
    }

    public void AddUser(User user)
    {
        // 实际的数据保存逻辑
    }
}

public class UserService
{
    private readonly IUserRepository _userRepository;

    // 构造函数注入
    public UserService(IUserRepository userRepository)
    {
        _userRepository = userRepository;
    }

    public User GetUserById(int id)
    {
        return _userRepository.GetUserById(id);
    }

    public void AddUser(User user)
    {
        _userRepository.AddUser(user);
    }
}

使用

在使用 UserService 时，可以通过构造函数注入 IUserRepository 的实现。

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IUserRepository userRepository = new UserRepository();
        UserService userService = new UserService(userRepository);

        User user = userService.GetUserById(1);
        Console.WriteLine(user.Name);

        User newUser = new User { Id = 2, Name = "Jane Doe" };
        userService.AddUser(newUser);
    }
}

属性注入

示例

属性注入通过属性设置依赖项。

public class UserService
{
    public IUserRepository UserRepository { get; set; }

    public User GetUserById(int id)
    {
        if (UserRepository == null)
        {
            throw new InvalidOperationException("UserRepository is not set");
        }
        return UserRepository.GetUserById(id);
    }

    public void AddUser(User user)
    {
        if (UserRepository == null)
        {
            throw new InvalidOperationException("UserRepository is not set");
        }
        UserRepository.AddUser(user);
    }
}

使用

在使用 UserService 时，可以通过属性注入 IUserRepository 的实现。

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IUserRepository userRepository = new UserRepository();
        UserService userService = new UserService();
        userService.UserRepository = userRepository;

        User user = userService.GetUserById(1);
        Console.WriteLine(user.Name);

        User newUser = new User { Id = 2, Name = "Jane Doe" };
        userService.AddUser(newUser);
    }
}

方法注入

示例

方法注入通过方法参数传递依赖项。

public class UserService
{
    public User GetUserById(int id, IUserRepository userRepository)
    {
        return userRepository.GetUserById(id);
    }

    public void AddUser(User user, IUserRepository userRepository)
    {
        userRepository.AddUser(user);
    }
}

使用

在使用 UserService 时，可以通过方法参数注入 IUserRepository 的实现。

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IUserRepository userRepository = new UserRepository();
        UserService userService = new UserService();

        User user = userService.GetUserById(1, userRepository);
        Console.WriteLine(user.Name);

        User newUser = new User { Id = 2, Name = "Jane Doe" };
        userService.AddUser(newUser, userRepository);
    }
}

依赖注入框架

ASP.NET Core 中的依赖注入

ASP.NET Core 自带了一个依赖注入容器，可以非常方便地使用依赖注入。

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddScoped<IUserRepository, UserRepository>();
        services.AddTransient<UserService>();
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        // 配置中间件
    }
}

public class UserController : ControllerBase
{
    private readonly UserService _userService;

    public UserController(UserService userService)
    {
        _userService = userService;
    }

    [HttpGet("{id}")]
    public IActionResult GetUserById(int id)
    {
        User user = _userService.GetUserById(id);
        return Ok(user);
    }

    [HttpPost]
    public IActionResult AddUser([FromBody] User user)
    {
        _userService.AddUser(user);
        return CreatedAtAction(nameof(GetUserById), new { id = user.Id }, user);
    }
}