面试题：Ruby中复杂系统里依赖倒置原则结合设计模式的应用

1. 结合设计模式设计系统架构

在这种大型Ruby项目中，可以结合工厂模式和抽象工厂模式来设计系统架构。

工厂模式

对于简单的对象创建场景，例如数据库访问模块中具体数据库连接对象的创建。假设我们有MySQL和PostgreSQL两种数据库连接方式：

class DatabaseConnection
  def self.create_connection(db_type)
    case db_type
    when :mysql
      MySQLConnection.new
    when :postgresql
      PostgreSQLConnection.new
    end
  end
end

class MySQLConnection
  def connect
    puts "Connecting to MySQL database"
  end
end

class PostgreSQLConnection
  def connect
    puts "Connecting to PostgreSQL database"
  end
end

在业务逻辑模块中，只需要调用DatabaseConnection.create_connection(:mysql) 或 DatabaseConnection.create_connection(:postgresql)来获取数据库连接对象，而不需要关心具体的连接对象创建细节，从而降低了业务逻辑模块与具体数据库连接实现的耦合。

抽象工厂模式

当系统中有多个相关的对象家族需要创建时，抽象工厂模式更为合适。例如，用户界面模块可能有不同风格（如Material Design、iOS Design）的界面组件。

class UIFactory
  def create_button
    raise NotImplementedError
  end

  def create_text_field
    raise NotImplementedError
  end
end

class MaterialUIFactory < UIFactory
  def create_button
    MaterialButton.new
  end

  def create_text_field
    MaterialTextField.new
  end
end

class iOSUIFactory < UIFactory
  def create_button
    iOSButton.new
  end

  def create_text_field
    iOSTextField.new
  end
end

class Button
  def render
    raise NotImplementedError
  end
end

class MaterialButton < Button
  def render
    puts "Rendering a Material Design button"
  end
end

class iOSButton < Button
  def render
    puts "Rendering an iOS button"
  end
end

class TextField
  def render
    raise NotImplementedError
  end
end

class MaterialTextField < TextField
  def render
    puts "Rendering a Material Design text field"
  end
end

class iOSTextField < TextField
  def render
    puts "Rendering an iOS text field"
  end
end

在用户界面模块中，通过选择不同的具体工厂（MaterialUIFactory 或 iOSUIFactory）来创建相应风格的界面组件，而业务逻辑模块无需关心具体的界面风格实现，只与抽象的UIFactory交互。

2. 模块间解耦及依赖关系管理

模块间解耦：通过工厂模式和抽象工厂模式，各个模块依赖于抽象（如抽象工厂类、抽象产品类）而非具体实现。例如业务逻辑模块依赖于DatabaseConnection这个抽象的创建数据库连接的类，而不依赖于MySQLConnection或PostgreSQLConnection的具体实现；用户界面模块依赖于UIFactory这个抽象工厂类，而不依赖于MaterialUIFactory或iOSUIFactory的具体实现。这样，具体实现的变化不会影响到依赖它们的模块。
依赖关系管理：在模块初始化时，将所需的对象通过工厂方法创建并注入到模块中。例如，业务逻辑模块可以在初始化时接收一个由DatabaseConnection.create_connection创建的数据库连接对象，而不是在业务逻辑模块内部直接实例化具体的数据库连接对象。同样，用户界面模块在初始化时可以接收一个由具体的UIFactory子类创建的界面组件对象。

3. 面对需求变化时的扩展性和维护性

扩展性：当有新的需求，比如添加一种新的数据库连接方式（如Oracle）或者新的界面风格时，只需要在工厂类中添加相应的创建逻辑即可。对于数据库连接，在DatabaseConnection类的create_connection方法中添加when :oracle分支创建OracleConnection对象；对于用户界面，创建一个新的OracleUIFactory类继承自UIFactory并实现相应的创建组件方法。这种方式不需要修改依赖这些对象的其他模块，使得系统易于扩展。
维护性：由于模块间耦合度低，每个模块专注于自己的职责，当某个模块出现问题时，只需要在该模块内部进行调试和修改，不会对其他模块产生连锁反应。例如，如果MySQLConnection的连接逻辑出现问题，只需要修改MySQLConnection类及其相关的工厂创建逻辑，而不会影响到业务逻辑模块和其他数据库连接相关的部分。