【Java】设计模式六大原则：开闭原则

2023-01-07 17:02:05

开闭原则(Open Close Principle)：

　　Software entities (classes, modules, functions, etc.) should be open for extension, but closed for modification.

　　软件对象（类、模块、方法等）应该对于扩展是开放的，对修改是关闭的。比如：一个网络模块，原来只服务端功能，而现在要加入客户端功能，那么应当在不用修改服务端功能代码的前提下，就能够增加客户端功能的实现代码，这要求在设计之初，就应当将客户端和服务端分开。公共部分抽象出来。

问题由来：

　　在软件的生命周期内，因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时，可能会给旧代码中引入错误，也可能会使我们不得不对整个功能进行重构，并且需要原有代码经过重新测试。

解决办法：

　　当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。

　　开闭原则是面向对象设计中最基础的设计原则，它指导我们如何建立稳定灵活的系统。开闭原则可能是设计模式六项原则中定义最模糊的一个了，它只告诉我们对扩展开放，对修改关闭，可是到底如何才能做到对扩展开放，对修改关闭，并没有明确的告诉我们。以前，如果有人告诉我"你进行设计的时候一定要遵守开闭原则"，我会觉的他什么都没说，但貌似又什么都说了。因为开闭原则真的太虚了。

　　在仔细思考以及仔细阅读很多设计模式的文章后，终于对开闭原则有了一点认识。其实，我们遵循设计模式前面5大原则，以及使用23种设计模式的目的就是遵循开闭原则。也就是说，只要我们对前面5项原则遵守的好了，设计出的软件自然是符合开闭原则的，这个开闭原则更像是前面五项原则遵守程度的"平均得分"，前面5项原则遵守的好，平均分自然就高，说明软件设计开闭原则遵守的好；如果前面5项原则遵守的不好，则说明开闭原则遵守的不好。

　　其实笔者认为，开闭原则无非就是想表达这样一层意思：用抽象构建框架，用实现扩展细节。因为抽象灵活性好，适应性广，只要抽象的合理，可以基本保持软件架构的稳定。而软件中易变的细节，我们用从抽象派生的实现类来进行扩展，当软件需要发生变化时，我们只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。当然前提是我们的抽象要合理，要对需求的变更有前瞻性和预见性才行。

　　说到这里，再回想一下前面说的5项原则，恰恰是告诉我们用抽象构建框架，用实现扩展细节的注意事项而已：单一职责原则告诉我们实现类要职责单一；里氏替换原则告诉我们不要破坏继承体系；依赖倒置原则告诉我们要面向接口编程；接口隔离原则告诉我们在设计接口的时候要精简单一；迪米特法则告诉我们要降低耦合。而开闭原则是总纲，他告诉我们要对扩展开放，对修改关闭。

为什么使用开闭原则？

　　1、只要是面向对象的编程，在开发过程中都会强调开闭原则

　　2、是最基础的设计原则，其他五个设计原则都是开闭原则的具体形态

　　3、可以提高代码的复用性

　　4、可以提高代码的可维护性

如何使用开闭原则？

　　1、抽象约束

　　　　抽象对一组事物的通用描述，没有具体的实现，也就表示它可以有非常多的可能性，可以跟随需求的变化而变化。因此，通过接口或抽象类可以约束一组可能变化的行为，并且能够实现对扩展开放。

　　2、元数据控件模块行为　　　　

　　3、制定项目章程

　　4、封装变化

　　　　将相同的变化封装到一个接口或抽象类中，将不同的变化封装到不同的接口或抽象类中，不应该有两个不同变化出现在同一个接口或抽象类中。

案例：

　　一个工厂生产宝马和奥迪两种品牌的车

 1 internal class Program
 2 {
 3     private static void Main(string[] args)
 4     {
 5         AutomobileFactory carf = new AutomobileFactory();
 6         carf.createAuto(AutomobileFactory.AutoType.BMW);
 7         carf.createAuto(AutomobileFactory.AutoType.AUDI);
 8     }
 9 }
10 
11 internal interface IAutomobile
12 {
13 }
14 
15 internal class Audi : IAutomobile
16 {
17     public Audi()
18     {
19         Console.WriteLine("hi 我是奥迪");
20     }
21 }
22 
23 internal class BMW : IAutomobile
24 {
25     public BMW()
26     {
27         Console.WriteLine("hello 我是宝马");
28     }
29 }
30 
31 internal class AutomobileFactory
32 {
33     public enum AutoType
34     {
35         AUDI, BMW
36     }
37 
38     public IAutomobile createAuto(AutoType carType)
39     {
40         switch (carType)
41         {
42             case AutoType.AUDI:
43                 return new Audi();
44 
45             case AutoType.BMW:
46                 return new BMW();
47         }
48         return null;
49     }
50 }

　　随着业务不断扩展，需要生产宾利，怎么办？对原有工厂进行改造使其满足生产宾利的条件？对开闭原则来说，这显然不合适。于是。。。

 1 internal class Program
 2 {
 3     private static void Main(string[] args)
 4     {
 5         IAutomobileFactory audi = new AudiFactory();
 6         audi.createAuto();
 7         IAutomobileFactory bmw = new BMWFactory();
 8         bmw.createAuto();
 9     }
10 }
11 
12 internal interface IAutomobile
13 {
14 }
15 
16 internal class Audi : IAutomobile
17 {
18     public Audi()
19     {
20         Console.WriteLine("hi 我是奥迪");
21     }
22 }
23 
24 internal class BMW : IAutomobile
25 {
26     public BMW()
27     {
28         Console.WriteLine("hello 我是宝马");
29     }
30 }
31 
32 internal interface IAutomobileFactory
33 {
34     IAutomobile createAuto();
35 }
36 
37 internal class AudiFactory : IAutomobileFactory
38 {
39     public IAutomobile createAuto()
40     {
41         return new Audi();
42     }
43 }
44 
45 internal class BMWFactory : IAutomobileFactory
46 {
47     public IAutomobile createAuto()
48     {
49         return new BMW();
50     }
51 }

参考：http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern-principle/principle-6.html

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