开闭原则OCP

开闭原则(Open Close Principle,OCP)是面向对象设计原则的一种,开闭原则也是面向对象的可复用设计的基石。开闭原则是指一个软件实体,如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭,也就是说一个软件实体应该通过扩展来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现变化。

开闭原则

开闭原则问题由来

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。

开闭原则是什么

开闭原则(Open Closed Principle,OCP)由勃兰特・梅耶(Bertrand Meyer)提出,他在 1988 年的著作《面向对象软件构造》(Object Oriented Software Construction)中提出:软件实体应当对扩展开放,对修改关闭(Software entities should be open for extension,but closed for modification),这就是开闭原则的经典定义。

开闭原则的意思就是说,你设计的时候,时刻要考虑,尽量让这个类是足够好,写好了就不要去修改了,如果新需求来,我们增加一些类就完事了,原来的代码能不动则不动。

这个原则有两个特性:

  • 一个是说对于扩展是开放的
  • 一个是说对于更改是封闭的

面对需求,对程序的改动是通过增加新代码进行的,而不是更改现有的代码。这就是“开放-封闭原则”的精神所在。

比如,刚开始需求只是写加法程序,很快在client类中完成后,此时变化没有发生,需求让再添加一个减法功能,此时会发现增加功能需要修改原来这个类,这就违背了开放-封闭原则,于是你就应该考虑重构程序,增加一个抽象的运算类,通过一些面向对象的手段,如继承、动态等来隔离具体加法、减法与client耦合,需求依然可以满足,还能应对变化。此时需求要添加乘除法功能,就不需要再去更改client及加减法类,而是增加乘法和除法子类即可。

绝对的修改关闭是不可能的,无论模块是多么的封闭,都会存在一些无法对之封闭的变化,既然不可能完全封闭,设计人员必须对于他设计的模块应该对哪种变化封闭做出选择。他必须先猜测出最有可能发生的变化种类,然后构造抽象来隔离那些变化。在我们最初编写代码时,假设变化不会发生,当变化发生时,我们就创建抽象来隔离以后发生同类的变化。

我们希望的是在开发工作展开不久就知道可能发生的变化,查明可能发生的变化所等待的时候越长,要创建正确的抽象就越困难。开闭原则是面向对象设计的核心所在,遵循这个原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处,也就是可维护、可扩展、可复用、灵活性好。开发人员应该仅对程序中呈现出现频繁变化的那些部分做出抽象,然而对于应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象同样不是一个好主意,拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。开闭原则,可以保证以前代码的正确性,因为没有修改以前代码,所以可以保证开发人员专注于将设计放在新扩展的代码上。

简单的用一句经典的话来说:过去的事已成历史,是不可修改的,因为时光不可倒流,但现在或明天计划做什么,是可以自己决定(即扩展)的。

开闭原则好处

如果一个软件系统符合开闭原则的,那么从软件工程的角度来看,它至少具有这样的好处:

对软件测试友好

软件遵守开闭原则的话,软件测试时只需要对扩展的代码进行测试就可以了,因为原有的测试代码仍然能够正常运行。

可复用性好

我们可以在软件完成以后,仍然可以对软件进行扩展,加入新的功能,非常灵活。因此,这个软件系统就可以通过不断地增加新的组件,来满足不断变化的需求。

可维护性好

由于对于已有的软件系统的组件,特别是它的抽象底层不去修改,因此,我们不用担心软件系统中原有组件的稳定性,这就使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。

开闭原则示例

以课程为例说明什么是开闭原则,首先定义课程接口以及英语课程接口实现:

/**
* 定义课程接口
*/
public interface ICourse {
    String getName();  // 获取课程名称
    Double getPrice(); // 获取课程价格
    Integer getType(); // 获取课程类型
}

/**
 * 英语课程接口实现
 */
public class EnglishCourse implements ICourse {

    private String name;
    private Double price;
    private Integer type;

    public EnglishCourse(String name, Double price, Integer type) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.type = type;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return null;
    }

    @Override
    public Double getPrice() {
        return null;
    }

    @Override
    public Integer getType() {
        return null;
    }
}

// 测试
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ICourse course = new EnglishCourse("小学英语", 199D, "Mr.Zhang");
        System.out.println(
                "课程名字:"+course.getName() + " " +
                "课程价格:"+course.getPrice() + " " +
                "课程作者:"+course.getAuthor()
        );
    }
}

项目上线,课程正常销售,但是我们产品需要做些活动来促进销售,比如:打折。那么问题来了:打折这一动作就是一个变化,而我们要做的就是拥抱变化,现在开始考虑如何解决这个问题,可以考虑下面三种方案:

修改接口

在之前的课程接口中添加一个方法 getSalePrice() 专门用来获取打折后的价格;

如果这样修改就会产生两个问题,所以此方案否定

  • ICourse 接口不应该被经常修改,否则接口作为契约的作用就失去了
  • 并不是所有的课程都需要打折,加入还有语文课,数学课等都实现了这一接口,但是只有英语课打折,与实际业务不符
public interface ICourse {

    // 获取课程名称
    String getName();

    // 获取课程价格
    Double getPrice();

    // 获取课程类型
    String getAuthor();

    // 新增:打折接口
    Double getSalePrice();
}

修改实现类

在接口实现里直接修改 getPrice()方法,此方法会导致获取原价出问题;或添加获取打折的接口 getSalePrice(),这样就会导致获取价格的方法存在两个,所以这个方案也否定。

通过扩展实现变化

直接添加一个子类 SaleEnglishCourse ,重写 getPrice()方法,这个方案对源代码没有影响,符合开闭原则,所以是可执行的方案,代码如下,代码如下:

public class SaleEnglishCourse extends EnglishCourse {

    public SaleEnglishCourse(String name, Double price, String author) {
        super(name, price, author);
    }

    @Override
    public Double getPrice() {
        return super.getPrice() * 0.85;
    }
}

综上所述,如果采用第三种,即开闭原则,以后再来个语文课程,数学课程等等的价格变动都可以采用此方案,维护性极高而且也很灵活

极客教程为大家详细介绍了面向对象的7大设计原则,可以参考

Python教程

Java教程

Web教程

数据库教程

图形图像教程

大数据教程

开发工具教程

计算机教程