设计原则:开-闭原则(Open-Closed Principle, OCP)

时间:2023-03-08 23:58:20
设计原则:开-闭原则(Open-Closed Principle, OCP)

  开-闭原则就是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.)

  正如牛顿三大定律在经典力学中的位置一样,开闭原则是面向对象的可复用设计(Object Oriented Design或OOD)的基石,是最基础的设计原则,其它的设计原则都是开闭原则的具体形态,也就是说其它的设计原则是指导设计的工具和方法,而开闭原则才是其精神领袖。依照编程语言的称谓,开闭原则是抽象类,而其它的原则是具体的实现类。

  通俗一点说就是软件系统中包含的各种组件,例如模块(Modules)、类(Classes)以及功能(Functions)等等,应该在不修改现有代码的基础上,引入新功能。

  开闭原则是面向对象设计中最基础的设计原则,它指导如何建立稳定灵活的系统。开闭原则可能是设计模式六项原则中定义最模糊的一个了,它只说对扩展开放,对修改关闭,可是到底如何才能做到对扩展开放,对修改关闭,并没有明确的说明。以前,如果有人说“你进行设计的时候一定要遵守开闭原则”,会觉的他什么都没说,但貌似又什么都说了。因为开闭原则真的太虚了。

  仔细思考以及仔细阅读很多设计模式的文章后,对开闭原则有了一点认识。其实遵循其它的设计原则,以及使用23种设计模式的目的就是遵循开闭原则。也就是说,只要对其它的设计原则遵守的好了,设计出的软件自然是符合开闭原则的,这个开闭原则更像是其它的设计原则遵守程度的“平均得分”,其它的设计原则遵守的好,平均分自然就高,说明软件设计开闭原则遵守的好;如果其它的设计原则遵守的不好,则说明开闭原则遵守的不好。

  开闭原则的核心是“可复用”,它具有两大特征:①对于拓展是开放的;②对于修改是关闭的。举个例子,比如说HashMap是实现了Map接口的,那么如果需要拓展功能,那么就修改HashMap而不用去修改Map接口,同时Map是禁止修改的(因为修改接口,会强制要求所有实现要做相应修改,牵一发而动全身)。那么前者就是开放的,后者就是关闭的。再延伸一点,其实抽象是非常灵活的,而具体的实现是非常丰富的,在设计的时候,尽量不去修改抽象,而是要去修改具体实现。

  开闭原则无非就是想表达这样一层意思:用抽象构建框架,用实现扩展细节。因为抽象灵活性好,适应性广,只要抽象的合理,可以基本保持软件架构的稳定。而软件中易变的细节,用从抽象派生的实现类来进行扩展,当软件需要发生变化时,只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。当然前提是抽象要合理,要对需求的变更有前瞻性和预见性才行。

  其它的设计原则,恰恰是说明用抽象构建框架,用实现扩展细节的注意事项而已:单一职责原则实现类要职责单一;里氏替换原则不要破坏继承体系;依赖倒置原则要面向接口编程;接口隔离原则在设计接口的时候要精简单一;迪米特法则要降低耦合。而开闭原则是总纲,要对扩展开放,对修改关闭。

  最后说明一下如何去遵守这六个原则。对这六个原则的遵守并不是是和否的问题,而是多和少的问题,也就是说,一般不会说有没有遵守,而是说遵守程度的多少。任何事都是过犹不及,设计模式的六个设计原则也是一样,制定这六个原则的目的并不是要刻板的遵守他们,而需要根据实际情况灵活运用。对他们的遵守程度只要在一个合理的范围内,就算是良好的设计。用一幅图来说明一下。

设计原则:开-闭原则(Open-Closed Principle, OCP)

  图中的每一条维度各代表一项原则,依据对这项原则的遵守程度在维度上画一个点,则如果对这项原则遵守的合理的话,这个点应该落在红色的同心圆内部;如果遵守的差,点将会在小圆内部;如果过度遵守,点将会落在大圆外部。一个良好的设计体现在图中,应该是六个顶点都在同心圆中的六边形。

设计原则:开-闭原则(Open-Closed Principle, OCP)

在上图中,设计1、设计2属于良好的设计,他们对六项原则的遵守程度都在合理的范围内;设计3、设计4设计虽然有些不足,但也基本可以接受;设计5则严重不足,对各项原则都没有很好的遵守;而设计6则遵守过渡了,设计5和设计6都是迫切需要重构的设计。因此也不要墨守成规,设计模式六大原则,如果每一步都严格遵循会产生很多问题(比如说迪米特原则,那么它会产生很多友元类)。所以在设计过程中,如何掌握原则的度量需要对实际情况进行分析。比较两者代价与开销,选择更恰当的实现方式,不然过犹不及会让你有一种无力感。

  最后分享对设计模式原则遵循程度和项目优雅性画的一张图(借鉴别人的图):

设计原则:开-闭原则(Open-Closed Principle, OCP)

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设计原则:开-闭原则(Open-Closed Principle, OCP)

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