DesignPattern系列__05開閉原則

本墨發表於2019-08-05

介紹

開閉原則是程式設計設計中最基本、最重要的原則。

定義：一個軟體實體如類、方法和模組等，應該對擴充套件(提供方)開放，對修改(使用方)關閉。用抽象構建框架，用實現擴充套件細節。

也就是說，在需求發生新的變化時，我們不應該修改原來的程式碼，而應該通過擴充套件來滿足新的需求。

例子引入

我們要實現一個畫圖的功能，能夠畫出圓形、矩形、三角形等，最常見的思路就是利用物件導向的思想，抽象出一個所有圖形物件的基類Shape，具體的圖形如矩形、圓形燈繼承自該類。在Shape中定義一個變數shapeType來儲存具體的圖形的型別。
定義一個繪圖類GraphicEditor，在執行具體的繪圖方法(如畫一個矩形)時，根據傳入的shapeType來執行對應圖形的繪製方法。
類圖設計如下:
DesignPattern系列__05開閉原則

功能初步實現了，但是有什麼缺陷嗎？讓我們來給專案適當的“鬆鬆土”：現在我們想要畫一個三角形，如何實現呢？
也很簡單：再定義一個類Triangle繼承自Shape，並且在GraphicEditor修改方法，加入對三角形的型別判斷，具體的程式碼如下：

public class Ocp {
    public static void main(String[] args) {
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
        graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    }
}

//這是一個用於繪圖的類 [使用方]
class GraphicEditor {
    //接收Shape物件，然後根據type，來繪製不同的圖形
    public void drawShape(Shape s) {
        if (s.shapeType == 1)
            drawRectangle(s);
        else if (s.shapeType == 2)
            drawCircle(s);
        else if (s.shapeType == 3)
            drawTriangle(s);
    }

    //繪製矩形
    public void drawRectangle(Shape r) {
        System.out.println(" 繪製矩形 ");
    }

    //繪製圓形
    public void drawCircle(Shape r) {
        System.out.println(" 繪製圓形 ");
    }

    //繪製三角形
    public void drawTriangle(Shape r) {
        System.out.println(" 繪製三角形 ");
    }
}

class Shape {
    int shapeType;
}

class Rectangle extends Shape {
    public Rectangle() {
        super.shapeType = 1;
    }
}

class Circle extends Shape {
    public Circle() {
        super.shapeType = 2;
    }
}

//新增畫三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.shapeType = 3;
    }
}

OK，新的需求也實現了，現在，發現問題了嗎？
我們每次遇見新需求之外，除了定義新的圖形類，還要對類GraphicEditor進行修改。
根據前面提到的“開閉原則”中提到的，應該對修改關閉，對擴充套件開放，我們不應該修改類GraphicEditor，這樣會嚴重影響程式碼的穩定性和可維護性。
現在，我們嘗試按照“開閉原則”來實現這個功能。
根據“開閉原則”，我們應該封裝變化，在這裡，我們在Shape中定義一個抽象的繪圖方法，並在各自實現類內進行具體實現。在類GraphicEditor中，只定義一個接受引數為抽象(Shape)的方法，使得類不再去受到型別影響，滿足了“開閉原則”。
具體的程式碼如下：

public class Ocp {
    public static void main(String[] args) {
        //使用看看存在的問題
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
        graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    }
}

//這是一個用於繪圖的類 [使用方]
class GraphicEditor {
    //接收Shape物件，然後根據type，來繪製不同的圖形
    public void drawShape(Shape s) {
        s.draw();
    }


}

abstract class Shape {
    int shapeType;
    //定義一個抽象的畫圖方法
    public abstract void draw();
}

class Rectangle extends Shape {
    public Rectangle() {
        super.shapeType = 1;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("繪製矩形");
    }
}

class Circle extends Shape {
    public Circle() {
        super.shapeType = 2;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("繪製圓形");
    }
}

//新增畫三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.shapeType = 3;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("繪製三角形");
    }
}

在改進的程式碼中，我們將畫圖方法進行抽象，定義在基類Shape中，並通過子類各自實現對應的畫圖方法。並且，對於類GraphicEditor而言，只需定義一個接受基類作為引數的方法即可，程式碼變得整潔、易於維護。

使用注意事項

在實際使用中，需要注意以下幾個方面：

1.抽象約束

這點的含義包含三個意思：
1.通過介面或者抽象類約束擴充套件，對擴充套件進行邊界限定，不允許出現在介面或者抽象類中沒有定義的public方法；
2.引數型別，要儘量使用介面或者抽象類，不應該使用實現類。
3.抽象層作為約束，應該儘量保持穩定，一旦確定不容修改。

2.後設資料控制模組行為

在實際開發中，要儘量使用註解或者配置檔案來控制程式的行為，減少重複開發。比如搭建ssm框架中，使用註解或者配置檔案來注入bean。

3.約定優於配置

對於大家普遍遵循的章程或者約定，我們要嚴格遵守，這樣能減少配置檔案的編寫。比如MyBatis框架對xml檔案的掃描，預設會去和介面同名的包下去查詢，只要我們遵循這一約定， 就無需格外配置。

4.封裝變化

對變化的封裝包括兩點：
1.相同的變化，應該封裝到一個介面或者抽象類中；
2.不同的變化，應該封裝到不同的介面或者抽象類中，不應該有兩個不同的變化封裝在一個介面或者抽象類中。

一句話總結

開閉原則，是一切設計模式的基礎，可以說其他原則和設計模式都是為了實現開閉i原則。

相關文章