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开放——封闭原则:是说软件实体(类、模块、函数等等)应该可以扩展,但是不可修改。
两个特征:对应扩展是开放的,对于更改是封闭的。
怎么样的设计才能面对需求的改变却可以保持相对稳定,从而使得系统可以在第一个版本以后不断推出新的版本?:开放——封闭原则
案例:公司职员迟到:不可改变的是业绩成效,可改变的是上班的时间
无论模块是多么封闭,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块变化封闭做出选择。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。
面对需求,对程序的改动是通过增加新代码来进行的,而不是更改现有的代码。
开放——封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:可维护、可扩展、可复用、灵活性好的好处。开发人员应该仅对程序中呈现出来频繁变化的那些部分进行抽象,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。
开发封闭原则(Open-Closed Principle OCP)
Software entities(classes,modules,functions etc) should open for extension ,but close for modification.
什么意思呢?
所谓开放封闭原则就是软件实体应该对扩展开发,而对修改封闭。开放封闭原则是所有面向对象原则的核心。软件设计本身所追求的目标就是封装变化,降低耦合,而开放封闭原则正是对这一目标的最直接体现。
开放封闭原则主要体现在两个方面:
对扩展开放,意味着有新的需求或变化时,可以对现有代码进行扩展,以适应新的情况。
对修改封闭,意味着类一旦设计完成,就可以独立其工作,而不要对类尽任何修改。
为什么要用到开放封闭原则呢?
软件需求总是变化的,世界上没有一个软件的是不变的,因此对软件设计人员来说,必须在不需要对原有系统进行修改的情况下,实现灵活的系统扩展。
如何做到对扩展开放,对修改封闭呢?
实现开放封闭的核心思想就是对抽象编程,而不对具体编程,因为抽象相对稳定。让类依赖于固定的抽象,所以对修改就是封闭的;而通过面向对象的继承和多态机制,可以实现对抽象体的继承,通过覆写其方法来改变固有行为,实现新的扩展方法,所以对于扩展就是开放的。
对于违反这一原则的类,必须通过重构来进行改善。常用于实现的设计模式主要有Template Method模式和Strategy 模式。而封装变化,是实现这一原则的重要手段,将经常变化的状态封装为一个类。
以银行业务员为例
没有实现OCP的设计:
public class BankProcess
{ //存款
public void Deposite(){}
//取款
public void Withdraw(){ }
//转账
public void Transfer(){}
}
public class BankStaff
{
private BankProcess bankpro = new BankProcess();
public void BankHandle(Client client)
{
switch (client.Type)
{ //存款
case "deposite":
bankpro.Deposite();
break;
//取款
case "withdraw":
bankpro.Withdraw();
break;
//转账
case "transfer":
bankpro.Transfer();
break;
}
}
}
这种设计显然是存在问题的,目前设计中就只有存款,取款和转账三个功能,将来如果业务增加了,比如增加申购基金功能,理财功能等,就必须要修改 BankProcess业务类。我们分析上述设计就不能发现把不能业务封装在一个类里面,违反单一职责原则,而有新的需求发生,必须修改现有代码则违反了 开放封闭原则。
从开放封闭的角度来分析,在银行系统中最可能扩展的就是业务功能的增加或变更。对业务流程应该作为扩展的部分来实现。当有新的功能时,不需要再对现有业务进行重新梳理,然后再对系统做大的修改。
如何才能实现耦合度和灵活性兼得呢?
那就是抽象,将业务功能抽象为接口,当业务员依赖于固定的抽象时,对修改就是封闭的,而通过继承和多态继承,从抽象体中扩展出新的实现,就是对扩展的开放。
以下是符合OCP的设计:
首先声明一个业务处理接口
public interface IBankProcess{ void Process();}
public class DepositProcess : IBankProcess
{
public void Process()
{ //办理存款业务
Console.WriteLine("Process Deposit");
}
}
public class WithDrawProcess : IBankProcess
{
public void Process()
{ //办理取款业务
Console.WriteLine("Process WithDraw");
}
}
public class TransferProcess : IBankProcess
{
public void Process()
{ //办理转账业务
Console.WriteLine("Process Transfer");
}
}
public class BankStaff
{
private IBankProcess bankpro = null;
public void BankHandle(Client client)
{
switch (client.Type)
{ //存款
case "Deposit":
userProc = new DepositUser();
break;
//转账
case "Transfer":
userProc = new TransferUser();
break;
//取款
case "WithDraw":
userProc = new WithDrawUser();
break;
}
userProc.Process();
}
}
这样当业务变更时,只需要修改对应的业务实现类就可以,其他不相干的业务就不必修改。当业务增加,只需要增加业务的实现就可以了。
设计建议:
开放封闭原则,是最为重要的设计原则,Liskov替换原则和合成/聚合复用原则为开放封闭原则提供保证。
可以通过Template Method模式和Strategy模式进行重构,实现对修改封闭,对扩展开放的设计思路。
封装变化,是实现开放封闭原则的重要手段,对于经常发生变化的状态,一般将其封装为一个抽象,例如银行业务中IBankProcess接口。
拒绝滥用抽象,只将经常变化的部分进行抽象。