開閉原則

一，介紹

1.前言

開閉原則（Open-Closed Principle，OCP）是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中的一條重要原則，它由Bertrand Meyer在其著作《面向?qū)ο筌浖?gòu)造》中提出，并成為SOLID原則之一。

開閉原則的核心思想是：軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)等）應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。簡單來說，就是在不修改已有代碼的情況下，通過擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)新的功能或變化。

2.何時(shí)使用開閉原則

1. 當(dāng)需要添加新功能時(shí)：如果你需要在已有的代碼基礎(chǔ)上添加新功能，你應(yīng)該通過擴(kuò)展現(xiàn)有代碼，而不是直接修改已有代碼。這樣做的好處是不會(huì)對(duì)原有的功能產(chǎn)生影響，同時(shí)也保證了代碼的可維護(hù)性和穩(wěn)定性。

2. 當(dāng)需要修改已有功能時(shí)：盡管開閉原則主張對(duì)已有代碼進(jìn)行關(guān)閉，但有時(shí)我們?nèi)匀恍枰薷囊恍┮延泄δ?。這種情況下，可以考慮通過使用抽象層、接口或者設(shè)計(jì)模式來隔離修改的影響范圍，從而保持已有功能的穩(wěn)定性，而不必修改大量的代碼。

3. 當(dāng)需要適應(yīng)變化：在軟件開發(fā)過程中，需求和業(yè)務(wù)環(huán)境可能會(huì)發(fā)生變化。為了應(yīng)對(duì)這種變化，我們需要讓系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展性。通過遵循開閉原則，我們可以更容易地添加、調(diào)整或替換組件，以適應(yīng)變化的需求。

二，代碼示例

為了更詳細(xì)地介紹開閉原則，我們可以通過一個(gè)例子來說明：

假設(shè)有一個(gè)圖形繪制程序，程序需要能夠繪制不同形狀的圖形，比如矩形、圓形和三角形。最初的設(shè)計(jì)可能會(huì)像這樣：
?

class Shape {private String type;public Shape(String type) {this.type = type;}public void draw() {if (type.equals("rectangle")) {System.out.println("繪制矩形");} else if (type.equals("circle")) {System.out.println("繪制圓形");} else if (type.equals("triangle")) {System.out.println("繪制三角形");}}
}

這個(gè)設(shè)計(jì)看起來似乎沒有問題，但問題在于當(dāng)我們需要添加新的圖形類型時(shí)，需要修改`Shape`類的源代碼，違背了開閉原則。

為了符合開閉原則，我們可以進(jìn)行重構(gòu)。首先，我們定義一個(gè)抽象類`Shape`：

?

abstract class Shape {public abstract void draw();
}

然后，對(duì)每種具體的圖形類型，創(chuàng)建一個(gè)子類并實(shí)現(xiàn)`draw()`方法：
?

class Rectangle extends Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("繪制矩形");}
}class Circle extends Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("繪制圓形");}
}class Triangle extends Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("繪制三角形");}
}

現(xiàn)在，我們可以通過擴(kuò)展子類來添加新的圖形類型，而無需修改`Shape`類的源代碼。例如，如果需要添加橢圓形，只需創(chuàng)建一個(gè)`Ellipse`類，并實(shí)現(xiàn)`draw()`方法即可。

這個(gè)重構(gòu)后的設(shè)計(jì)符合開閉原則，因?yàn)槲覀兺ㄟ^擴(kuò)展子類來實(shí)現(xiàn)新的功能，而不需要修改父類的代碼。這樣做的好處是，已有的代碼保持不變，不會(huì)引入新的錯(cuò)誤，同時(shí)也增加了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

總結(jié)起來，開閉原則鼓勵(lì)我們?cè)谠O(shè)計(jì)軟件時(shí)，采用抽象、封裝和多態(tài)等方式，使得系統(tǒng)能夠以最小的修改來適應(yīng)變化。這種設(shè)計(jì)思想能夠提高代碼的可復(fù)用性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，是良好的軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐之一。

三，優(yōu)缺點(diǎn)

開閉原則的優(yōu)點(diǎn)：

1. 提高了代碼的可維護(hù)性與復(fù)用性：遵循開閉原則可以讓代碼更加穩(wěn)定和可維護(hù)，同時(shí)也使得代碼更容易被復(fù)用。如果我們需要修改某個(gè)模塊的行為，只需要擴(kuò)展該模塊而不需要直接修改源代碼，這樣就不會(huì)影響到其他的模塊。

2. 提高了代碼的可擴(kuò)展性：開閉原則還可以提高代碼的可擴(kuò)展性。通過擴(kuò)展已有的代碼，我們可以很容易地添加新的功能或改進(jìn)現(xiàn)有功能，從而適應(yīng)業(yè)務(wù)需求的更改。

3. 提高了代碼的可測(cè)試性：遵循開閉原則可以降低代碼的耦合度，使得測(cè)試更加容易。因?yàn)槲覀冎恍枰獪y(cè)試新增的代碼，而不必驗(yàn)證已有代碼的正確性。

開閉原則的缺點(diǎn)：

1. 對(duì)代碼的設(shè)計(jì)要求高：遵循開閉原則需要對(duì)代碼進(jìn)行良好的抽象和封裝，這對(duì)程序員的設(shè)計(jì)能力和經(jīng)驗(yàn)要求較高。如果設(shè)計(jì)不好，可能會(huì)導(dǎo)致代碼過于復(fù)雜難以維護(hù)。

2. 可能會(huì)增加代碼量：通過擴(kuò)展已有的代碼來實(shí)現(xiàn)新功能，可能會(huì)增加代碼量，使得系統(tǒng)變得更加復(fù)雜。這需要我們?cè)谄胶饪删S護(hù)性和代碼量之間做出權(quán)衡。

3. 可能會(huì)帶來設(shè)計(jì)上的限制：在某些情況下，為了遵循開閉原則，我們可能需要引入更多的抽象層或接口。這可能會(huì)帶來一定的設(shè)計(jì)上的限制，限制了代碼的表達(dá)能力和靈活性。

總之，開閉原則是一條非常重要的設(shè)計(jì)原則，可以提高代碼的可維護(hù)性、可復(fù)用性和可擴(kuò)展性，但也需要平衡代碼的表達(dá)能力和靈活性，避免過度設(shè)計(jì)。

四，Java那里用到了開閉原則

在Java中，開閉原則（Open-Closed Principle）是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則之一，它強(qiáng)調(diào)軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)等）應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。在Java的各個(gè)層面都可以應(yīng)用開閉原則，下面是幾個(gè)常見的應(yīng)用場(chǎng)景：

1. 接口和抽象類：通過定義接口和抽象類，可以為系統(tǒng)定義一組穩(wěn)定的抽象層，對(duì)擴(kuò)展開放。其他具體的實(shí)現(xiàn)類可以繼承或?qū)崿F(xiàn)這些抽象層，通過擴(kuò)展的方式增加新的功能，而無需修改已有的代碼。

2. 使用多態(tài)性：Java的多態(tài)性機(jī)制支持開閉原則的實(shí)現(xiàn)。通過基類或接口引用指向子類對(duì)象，程序可以在不修改原有代碼的情況下，動(dòng)態(tài)地添加新的子類，擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。

3. 設(shè)計(jì)模式：許多設(shè)計(jì)模式都是基于開閉原則的思想，通過封裝變化和抽象穩(wěn)定部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。例如，策略模式、觀察者模式、裝飾器模式等都可以幫助實(shí)現(xiàn)開閉原則。

4. 使用反射機(jī)制：Java的反射機(jī)制可以動(dòng)態(tài)地獲取和操作類、方法、屬性等信息，提供了一種在運(yùn)行時(shí)操作類結(jié)構(gòu)的能力。通過反射，可以在不修改代碼的情況下，動(dòng)態(tài)地實(shí)例化對(duì)象、調(diào)用方法等，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

5. 使用依賴注入（Dependency Injection）：依賴注入是一種實(shí)現(xiàn)開閉原則的常見方式。通過將依賴關(guān)系的創(chuàng)建和管理交由框架來完成，可以在不修改源代碼的情況下，通過配置文件或注解改變依賴的實(shí)現(xiàn)，從而擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。

總的來說，Java作為一門面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，提供了許多機(jī)制和設(shè)計(jì)模式來支持開閉原則的實(shí)現(xiàn)。合理運(yùn)用接口和抽象類、多態(tài)性、設(shè)計(jì)模式、反射機(jī)制以及依賴注入等技術(shù)手段，可以使Java程序更具可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，符合開閉原則的設(shè)計(jì)原則。

五，總結(jié)

1.常規(guī)總結(jié)

本文介紹了開閉原則（Open-Closed Principle，OCP）的基本概念和作用，即軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)等）應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。通過一個(gè)圖形繪制程序的例子，說明如何遵循開閉原則使得代碼更加穩(wěn)定、可維護(hù)、可擴(kuò)展和可測(cè)試。同時(shí)，本文也分析了開閉原則的優(yōu)缺點(diǎn)，需要平衡代碼的可維護(hù)性、可復(fù)用性和可擴(kuò)展性，避免過度設(shè)計(jì)。

2.幽默總結(jié)

開閉原則就是讓你的代碼像女朋友一樣，對(duì)改進(jìn)開放，對(duì)修改關(guān)閉。要保持穩(wěn)定，可擴(kuò)展和可維護(hù)，但是也要注意不要設(shè)計(jì)過度，否則就像約會(huì)時(shí)穿太多衣服一樣僵硬。

3.搞笑總結(jié)

開閉原則是指軟件實(shí)體應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。這意味著我們應(yīng)該通過擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)新的功能，而不是直接修改已有代碼。這樣做的好處是可以提高代碼的可維護(hù)性、復(fù)用性和可擴(kuò)展性。雖然遵循開閉原則需要對(duì)代碼進(jìn)行良好的抽象和封裝，而且可能會(huì)增加代碼量和帶來設(shè)計(jì)上的限制，但是這條原則仍然是非常重要的。如果你違反了開閉原則，那么你就是在自找麻煩！