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實(shí)例講解Java設(shè)計(jì)模式編程中的OCP開閉原則

更新時(shí)間：2016年02月03日 11:47:27 作者：LoveLion

這篇文章主要介紹了Java設(shè)計(jì)模式編程中的開閉原則,開閉原則的大意被作者總結(jié)為用抽象構(gòu)建框架,用實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展細(xì)節(jié),需要的朋友可以參考下

定義：一個(gè)軟件實(shí)體如類、模塊和函數(shù)應(yīng)該對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉。
問題由來：在軟件的生命周期內(nèi)，因?yàn)樽兓⑸壓途S護(hù)等原因需要對軟件原有代碼進(jìn)行修改時(shí)，可能會(huì)給舊代碼中引入錯(cuò)誤，也可能會(huì)使我們不得不對整個(gè)功能進(jìn)行重構(gòu)，并且需要原有代碼經(jīng)過重新測試。
解決方案：當(dāng)軟件需要變化時(shí)，盡量通過擴(kuò)展軟件實(shí)體的行為來實(shí)現(xiàn)變化，而不是通過修改已有的代碼來實(shí)現(xiàn)變化。
         開閉原則是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則，它指導(dǎo)我們?nèi)绾谓⒎€(wěn)定靈活的系統(tǒng)。開閉原則可能是設(shè)計(jì)模式六項(xiàng)原則中定義最模糊的一個(gè)了，它只告訴我們對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉，可是到底如何才能做到對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉，并沒有明確的告訴我們。以前，如果有人告訴我“你進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要遵守開閉原則”，我會(huì)覺的他什么都沒說，但貌似又什么都說了。因?yàn)殚_閉原則真的太虛了。
         在仔細(xì)思考以及仔細(xì)閱讀很多設(shè)計(jì)模式的文章后，終于對開閉原則有了一點(diǎn)認(rèn)識(shí)。其實(shí)，我們遵循設(shè)計(jì)模式前面5大原則，以及使用23種設(shè)計(jì)模式的目的就是遵循開閉原則。也就是說，只要我們對前面5項(xiàng)原則遵守的好了，設(shè)計(jì)出的軟件自然是符合開閉原則的，這個(gè)開閉原則更像是前面五項(xiàng)原則遵守程度的“平均得分”，前面5項(xiàng)原則遵守的好，平均分自然就高，說明軟件設(shè)計(jì)開閉原則遵守的好；如果前面5項(xiàng)原則遵守的不好，則說明開閉原則遵守的不好。
         其實(shí)筆者認(rèn)為，開閉原則無非就是想表達(dá)這樣一層意思：用抽象構(gòu)建框架，用實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展細(xì)節(jié)。因?yàn)槌橄箪`活性好，適應(yīng)性廣，只要抽象的合理，可以基本保持軟件架構(gòu)的穩(wěn)定。而軟件中易變的細(xì)節(jié)，我們用從抽象派生的實(shí)現(xiàn)類來進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)軟件需要發(fā)生變化時(shí)，我們只需要根據(jù)需求重新派生一個(gè)實(shí)現(xiàn)類來擴(kuò)展就可以了。當(dāng)然前提是我們的抽象要合理，要對需求的變更有前瞻性和預(yù)見性才行。

在開閉原則的定義中，軟件實(shí)體可以指一個(gè)軟件模塊、一個(gè)由多個(gè)類組成的局部結(jié)構(gòu)或一個(gè)獨(dú)立的類。
      任何軟件都需要面臨一個(gè)很重要的問題，即它們的需求會(huì)隨時(shí)間的推移而發(fā)生變化。當(dāng)軟件系統(tǒng)需要面對新的需求時(shí)，我們應(yīng)該盡量保證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架是穩(wěn)定的。如果一個(gè)軟件設(shè)計(jì)符合開閉原則，那么可以非常方便地對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，而且在擴(kuò)展時(shí)無須修改現(xiàn)有代碼，使得軟件系統(tǒng)在擁有適應(yīng)性和靈活性的同時(shí)具備較好的穩(wěn)定性和延續(xù)性。隨著軟件規(guī)模越來越大，軟件壽命越來越長，軟件維護(hù)成本越來越高，設(shè)計(jì)滿足開閉原則的軟件系統(tǒng)也變得越來越重要。
      為了滿足開閉原則，需要對系統(tǒng)進(jìn)行抽象化設(shè)計(jì)，抽象化是開閉原則的關(guān)鍵。在Java、C#等編程語言中，可以為系統(tǒng)定義一個(gè)相對穩(wěn)定的抽象層，而將不同的實(shí)現(xiàn)行為移至具體的實(shí)現(xiàn)層中完成。在很多面向?qū)ο缶幊陶Z言中都提供了接口、抽象類等機(jī)制，可以通過它們定義系統(tǒng)的抽象層，再通過具體類來進(jìn)行擴(kuò)展。如果需要修改系統(tǒng)的行為，無須對抽象層進(jìn)行任何改動(dòng)，只需要增加新的具體類來實(shí)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)功能即可，實(shí)現(xiàn)在不修改已有代碼的基礎(chǔ)上擴(kuò)展系統(tǒng)的功能，達(dá)到開閉原則的要求。
      Sunny軟件公司開發(fā)的CRM系統(tǒng)可以顯示各種類型的圖表，如餅狀圖和柱狀圖等，為了支持多種圖表顯示方式，原始設(shè)計(jì)方案如下圖所示：

201623114347802.jpg (578×257)

在ChartDisplay類的display()方法中存在如下代碼片段：

...... 
if (type.equals("pie")) { 
 PieChart chart = new PieChart(); 
 chart.display(); 
} 
else if (type.equals("bar")) { 
 BarChart chart = new BarChart(); 
 chart.display(); 
} 
......

      在該代碼中，如果需要增加一個(gè)新的圖表類，如折線圖LineChart，則需要修改ChartDisplay類的display()方法的源代碼，增加新的判斷邏輯，違反了開閉原則。
      現(xiàn)對該系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，使之符合開閉原則。
       在本實(shí)例中，由于在ChartDisplay類的display()方法中針對每一個(gè)圖表類編程，因此增加新的圖表類不得不修改源代碼?？梢酝ㄟ^抽象化的方式對系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，使之增加新的圖表類時(shí)無須修改源代碼，滿足開閉原則。具體做法如下：
      (1) 增加一個(gè)抽象圖表類AbstractChart，將各種具體圖表類作為其子類；
      (2) ChartDisplay類針對抽象圖表類進(jìn)行編程，由客戶端來決定使用哪種具體圖表。
      重構(gòu)后結(jié)構(gòu)如下圖所示：

201623114417411.jpg (778×317)

在圖2中，我們引入了抽象圖表類AbstractChart，且ChartDisplay針對抽象圖表類進(jìn)行編程，并通過setChart()方法由客戶端來設(shè)置實(shí)例化的具體圖表對象，在ChartDisplay的display()方法中調(diào)用chart對象的display()方法顯示圖表。如果需要增加一種新的圖表，如折線圖LineChart，只需要將LineChart也作為AbstractChart的子類，在客戶端向ChartDisplay中注入一個(gè)LineChart對象即可，無須修改現(xiàn)有類庫的源代碼。
注意：因?yàn)閤ml和properties等格式的配置文件是純文本文件，可以直接通過VI編輯器或記事本進(jìn)行編輯，且無須編譯，因此在軟件開發(fā)中，一般不把對配置文件的修改認(rèn)為是對系統(tǒng)源代碼的修改。如果一個(gè)系統(tǒng)在擴(kuò)展時(shí)只涉及到修改配置文件，而原有的Java代碼或C#代碼沒有做任何修改，該系統(tǒng)即可認(rèn)為是一個(gè)符合開閉原則的系統(tǒng)。

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