06开闭原则

本文通过一个绘图软件实例,详细解释了开闭原则在软件设计中的应用。开闭原则要求软件实体对扩展开放,对修改关闭,通过抽象类和接口实现功能扩展,避免直接修改现有代码。

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基本介绍

1、开闭原则是编程中最基础最重要的原则,我们编程中遵循其他原则,以及使用设计模式的最终目的就是为了达到开闭原则。
2、一个软件实体如类、模块和函数应用对扩展开放(对功能提供方),对修改关闭(使用方)。比如我们增加了某一个功能后,增加了一个类,但是我们原先使用的方法没有做改变。总之就是用抽象构建框架,用实现扩展细节。
3、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。

代码示例

我们要做个一个绘制图形的软件,根据不同的需求绘制不同的图形。
方式1:

public class OpenClosed {
    public static void main(String[] args) {
        GrapicEditor grapicEditor = new GrapicEditor();
        grapicEditor.drawShape(new Rectangle());
        grapicEditor.drawShape(new Circle());
    }
}
// 这是一个绘图的类(使用方)
class GrapicEditor {
    public void drawShape(Shape s) {
        if (s.type == 1) {
            drawRectangle();
        } else if (s.type == 2) {
            drawCycle();
        }
    }
    private void drawRectangle() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
    private void drawCycle() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}
// Shape类,基类
class Shape {
    int type;
}
// 矩形
class Rectangle extends Shape {
    Rectangle() {
        super.type = 1;
    }
}
// 圆形
class Circle extends Shape {
    Circle() {
        super.type = 2;
    }
}

运行结果:

绘制矩形
绘制圆形

1、该方式的优点是比较好理解,简单易操作。
2、缺点是违反了设计模式的OCP原则,即对扩展开放(提供方),对修改关闭(使用方)。即当我们要给类增加新功能时,尽量不要修改代码,或者尽可能少修改代码。
3、比如我们这时要新增一个绘制三角形的功能,我们需要做如下修改:

// 首先我们得增加一个三角形的子类
class Triangle extends Shape {
    Triangle () {
        super.type = 3;
    }
}
public void drawShape(Shape s) {
        if (s.type == 1) {
            drawRectangle();
        } else if (s.type == 2) {
            drawCycle();
        } else if (s.type == 3) {	// 然后增加一个判断分支
       		drawTriangle();
    }
// 然后再增加一个绘制的具体方法
private void drawTriangle() {
        System.out.println("绘制三角形");
    }
// 最后再调用新增的方法
grapicEditor.drawShape(new Triangle ());

由此看来修改的地方非常多, 并且使用方(GrapicEditor)也做了大量的修改,这显然与我们的开闭原则相悖。

修改思路:
把创建Shape类作为抽象类,并提供一个抽象方法draw(),让子类去实现即可,这样我们有新的图形种类时,只需要让它去继承Shape,并且实现draw方法即可,使用方的代码就不需要修改,满足开闭原则。
代码示例

public class OpenClosed02 {
    public static void main(String[] args) {
        GrapicEditor02 grapicEditor = new GrapicEditor02();
        grapicEditor.drawShape(new Rectangle02());
        grapicEditor.drawShape(new Circle02());
        grapicEditor.drawShape(new Triangle02());
    }
}
class GrapicEditor02 {
    public void drawShape(Shape02 s) {
        s.draw();
    }

}
// Shape类,基类
abstract class Shape02 {
    int type;
    public abstract void draw();
}
// 矩形
class Rectangle02 extends Shape02 {
    Rectangle02() {
        super.type = 1;
    }
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

// 圆形
class Circle02 extends Shape02 {
    Circle02() {
        super.type = 2;
    }
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}
// 新增一个绘制三形的功能
class Triangle02 extends Shape02 {
    Triangle02 () {
        super.type = 3;
    }
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制三角形");
    }
}

运行结果:

绘制矩形
绘制圆形
绘制三角形

当新增画图类型时,我们只增加了一个基类的子类,并没有修改使用方的代码,该方式就遵循了开闭原则。

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