6开闭原则

2024-04-05 14:40:42

开闭原则

开闭原则的英文名称是Open-Closed Principle,简称OCP。

1开闭原则的定义

开闭原则的英文原文是:SoftWare entities should be open for extension,but closed for modification.意思是:一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。
这个原则说的是，在设计一个模块的时候，应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展，即应当可以在不必修改源代码的情况下改变这个模块的行为。在面向对象的编程中，开闭原则是最基础的原则，起到总的指导作用，其他有原则(单一职责、里氏替换、依赖倒置、接口隔离、迪米特法则)都是开闭原则的具体形态，即其他原则都是开闭原则的手段和工具。开闭原则的重要性可以通过以下几种方式体现:
  • 开闭原则提高复用性。在面向对象的设计中，所有的逻辑都是从原子逻辑组合而来的，而不是在一个类中独立实现一个业务逻辑，代码粒度越小，被复用的可能性就越大，避免相同的逻辑重复增加。开闭原则的设计保证系统是在一个高层次上实现了复用。
  • 开闭原则提高灵活性。所有的软件系统都有一个共同的性质，即对系统的需求都会随着时间的推移而发生变化。在软件系统面临新的需求时，系统的设计必须是稳定的。开闭原则可以通过扩展已有的软件系统，提供新的行为，能快速应对变化，以满足对软件新的需求，使变化中的软件系统有一定的适应性和灵活性。
  • 开闭原则易于测试。测试是软件开发过程中必不可少的环节。测试代码不仅要保证逻辑的正确性，还要保证苛刻条件(高压力、异常、错误)下不产生"有毒代码"(Poisonous Code),因此当有变化提出时，原有健壮的代码尽量不需要修改，而是通过扩展来实现。否则，就需要把原有的测试过程回笼一遍，需要进行单元测试、功能测试、集成测试，甚至是验收测试。开闭原则的使用，保证软件是通过扩展来实现业务的逻辑变化，而不是修改。因此，对于新增加的类，只需要新增相应的测试类，编写对相应的测试方法，只要保证新增的类是正确的就可以了。

2开闭原则的应用

案例：书店售书案例6开闭原则
IBook的接口
package com.eric.设计模式原则.开闭原则;

/**
 * @author Eric
 * @ProjectName my_design_23
 * @description 书籍接口IBook
 * @CreateTime 2020-11-23 19:44:34
 */

public interface IBook {
    //获取书名
    public String getName();
    //获取数的价格
    public double getPrice();
    //获取书的作者
    public String getAuthor();
}

书的类 继承了 IBook接口
package com.eric.设计模式原则.开闭原则;

/**
 * @author Eric
 * @ProjectName my_design_23
 * @description 书的实体类
 * @CreateTime 2020-11-23 19:46:31
 */
public class NovelBook implements IBook {
    private String name;
    private double price;
    private String author;

    public NovelBook(String name, double price, String author) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.author = author;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }
}

书店类
package com.eric.设计模式原则.开闭原则;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @author Eric
 * @ProjectName my_design_23
 * @description 书店类
 * @CreateTime 2020-11-23 19:48:31
 */
public class BookStore {
    //图书列表
    private List<IBook> bookList = new ArrayList<IBook>();
    //构造函数
    public BookStore(){
        //对图书列表进行初始化
        bookList.add(new NovelBook("数论",33.59,"哈塞"));
        bookList.add(new NovelBook("图论",99.89,"欧拉"));
        bookList.add(new NovelBook("博弈论",49.79,"冯·诺依曼与奧斯卡·摩根斯特恩"));
        bookList.add(new NovelBook("管理学",77.35,"泰勒、法约尔、梅奥"));
    }

    //展示图书
    public void showBooks(){
        System.out.println("---------------书店售书列表--------------");
        System.out.println("书名\t\t价格\t\t作者");
        for (IBook book : bookList) {
            System.out.println(book.getName()+"\t\t￥"+book.getPrice()+"元\t\t"+book.getAuthor());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        BookStore bookStore = new BookStore();
        bookStore.showBooks();
    }
}
运行结果：6开闭原则
改进：为了扩大图书的销售量，书店要按照9折销售图书，这就需要图书对现有的售书系统进行修改。遵照"开闭原则"中的对修改关闭原则，此时不能直接修改IBook接口 和NovelBook类，而是通过增加一个子类OffNovelBook来完成。6开闭原则通过OffNovelBook类继承NovelBook实现。
OffNovelBook.java
package com.eric.设计模式原则.开闭原则;

/**
 * @author Eric
 * @ProjectName my_design_23
 * @description 扩展后的图书类
 * @CreateTime 2020-11-23 20:08:27
 */
public class OffNovelBook extends NovelBook{
    //构造函数
    public OffNovelBook(String name, double price, String author) {
        super(name, price, author);
    }
    //重写getPrice()方法
    public double getPrice(){
        //图书的价格打9折
        return super.getPrice()*0.9;
    }
}
在BookStore.java中只需要将原来的new NovelBook改为new OffNovelBook即可。修改后的BookStore.java为：
package com.eric.设计模式原则.开闭原则;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @author Eric
 * @ProjectName my_design_23
 * @description 书店类
 * @CreateTime 2020-11-23 19:48:31
 */
public class BookStore {
    //图书列表
    private List<IBook> bookList = new ArrayList<IBook>();
    //构造函数
    public BookStore(){
        //对图书列表进行初始化
        bookList.add(new OffNovelBook("数论",33.59,"哈塞"));
        bookList.add(new OffNovelBook("图论",99.89,"欧拉"));
        bookList.add(new OffNovelBook("博弈论",49.79,"冯·诺依曼与奧斯卡·摩根斯特恩"));
        bookList.add(new OffNovelBook("管理学",77.35,"泰勒、法约尔、梅奥"));
    }

    //展示图书
    public void showBooks(){
        System.out.println("---------------书店售书列表--------------");
        System.out.println("书名\t\t价格\t\t作者");
        for (IBook book : bookList) {
            System.out.println(book.getName()+"\t\t￥"+book.getPrice()+"元\t\t"+book.getAuthor());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        BookStore bookStore = new BookStore();
        bookStore.showBooks();
    }
}
测试结果：6开闭原则
就这样通过增加一个OffNovelBook类，修改BookStore中少量的代码，就可以实现图书价格的9折销售，而其他部分没有任何变动，体现了开闭原则的应用。    注意 开闭原则对扩展开放，对修改关闭，并不意味着不作任何修改，低层模块的变更，必然要有高层模块进行耦合，否则就是一个孤立无意义的代码片段。

开闭原则解决问题的关键在于抽象化，把系统所有可能的行为抽象成一个抽象底层，这个抽象底层规定出所有的具体实现必须提供的方法特征，给系统定义出一个一劳永逸、不再更改的抽象设计，此设计允许有无穷无尽的行为在实现层被实现。在Java中，可以定义一个或多个抽象Java类或接口，规定出所有的具体类必须提供的方法特征作为系统设计的抽象层。作为系统设计的抽象层，要预见所有可能的扩展，因此在任何扩展情况下系统的抽象底层不需要修改，从而满足了开闭原则的第二条:对修改关闭。同时，由于从抽象层导出一个或多个新的具体类可以改变系统的行为，因此系统的设计对扩展是开放的，这满足了开闭原则的第一条。
在实际开发过程中，一直都是提倡需求导向的。这就要求在设计的时候，要非常清楚的了解用户需求，判断需求中包含的可能的变化，从而明确在什么情况下使用开闭原则。
在实际开发过程的设计开始阶段，就要罗列出系统所有可能的行为，并把这些行为加入到抽象底层根本就是不可能的，并且是效益非常低的事情。另外，在设计开始阶段，对所有的可变因素进行预计和封装也不太现实，很难做得到。所以，开闭原则描绘的远景只是一种理想情况或是极端状态，现实世界是很难被完全实现的，只能在某些组件，某种程度上符合开闭原则的 要求。
开闭原则是面向对象设计的终极目标，其他设计原则都可以看做是开闭原则的实现方法。

来自为知笔记(Wiz)

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