面向对象设计原则（二）：开放-封闭原则（OCP）

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-07-10 04:22 198阅读 0赞

**面向对象设计原则（二）：开放-封闭原则（OCP）**

>        开放-封闭原则（Open-closed  principle，OCP）也称开闭原则，是面向对象设计（OOD）中比较重要、常见的一种，下面来总结开放-封闭原则的知识点，包括：
> 
> >        1、什么是开放-封闭原则？
> > 
> >        2、为什么需要遵守开放-封闭原则？
> > 
> >        3、怎么做到开放-封闭原则？
> > 
> >        4、开放-封闭原则需要注意什么？

## **1、什么是开放-封闭原则（OCP）** ##

### **1-1、原则的定义** ###

>        开放-封闭原则（Open-closedprinciple，OCP）可以表示为：
> 
> > **      软件实体（类、模块、函数等）应该是可以扩展的，但是不可修改的。**

### **1-2、两个主要的特征** ###

>        遵循开放-封闭原则设计出的模块具有两个主要的特征，如下：
> 
> **1、对于扩展是开放的（open for extension）**
> 
>       这意味着模块的行为是可以扩展的。
> 
>        当应用的需求改变时，我们可以对模块进行扩展，使其具有满足那些改变的新行为。
> 
>        换句话说，我们可以改变模块的功能。
> 
> **2、对于修改是封闭的（closed for modification）**
> 
>        对模块行为进行扩展时，不必改动模块的源代码或者二进制代码。
> 
>        模块的二进制可执行版本，无论是可链接的库、DLL或者.EXE文件，都无需改动。

## **2、为什么需要开放-封闭原则** ##

### **2-1、开放-封闭原则能带来什么？** ###

>        可以从下面的一些问题来描述：
> 
> >       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版本以后不断推出新的版本呢？
> > 
> >       怎样可能在不改动模块源代码的情况下去更改它的行为呢？
> > 
> >       如果不改变一个模块，又怎么能够去改变它的功能呢？
> 
>        bertrand meyer 在1988年提出的著名的开放—封闭原则（the open-closed princle)为我们提供了指引。
> 
>        在许多方面，开放-封闭原则都是面向对象设计的核心所在，遵循这个原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处：灵活性、可重用性以及灵活性。

### **2-2、违反开放-封闭原则有什么坏处？** ###

>        违反开放-封闭原则的程序中，通常一处改动就会产生连锁反应，导致一系列相关模块的改动，那么设计就具有僵化性。
> 
>        OCP建议我们应该对系统进行重构，这样以后对系统再进行这样那样的改动时，就不会导致更多的修改。
> 
>        如果正确地应用OCP，那么以后再进行同样的改动时，就只需要添加新的代码，而不必改动已经正常运行的代码。

## **3、怎么做到开放-封闭原则** ##

### **3-1、抽象是关键** ###

>       由于模块依赖于一个固定的抽象体，所以它对于更改可以是封闭的。
> 
>       同时，通过从这个抽象体派生，也可以扩展此模块的行为。

### **3-2、应用开放-封闭原则的两种方法** ###

>       对于类来说，开始OCP依赖于面向对象继承（特别是实现继承）的概念；
> 
>       而后来，开放/封闭原理被重新定义使用抽象接口，其中可以改变实现，还可以创建多个实现，并且彼此多态地替换。
> 
>  
> 
>       即可以有两种方法应用OCP:
> 
> > **1、从抽象类继承**
> > 
> >       最简单的方法是在继承原始类实现的新派生（子）类上实现新的功能。
> > 
> > **2、实现抽象接口**
> > 
> >       另一种方法是使用抽象接口来调解客户端对原始类的访问，因此可以通过同一接口访问的新类实现新功能。
> 
>       两种方法都可以创建新类，并保持原始实现不变，但提倡的是第二种。

## **4、开放-封闭原则需要注意什么** ##

### **4-1、无法做到100%的封闭** ###

>       无论模块是多么的"封闭"，都会存在一些无法对之封闭的变化。
> 
>       设计人员需要预测出最在可能发生的变化，然后对它的遵循OCP原则；这需要设计人员有一定的经验，但通常都会预测错误。
> 
>       对此，我们需要**刺激变化：因为变化发生（发现）越早、越快就越有利；刺激变化的一些方法：**
> 
> >       1、首先编写测试。
> > 
> >       2、使用很短的迭代周期进行开发。
> > 
> >       3、经常把开发特性展示给涉众。
> > 
> >       4、首先开发最重要的特性。
> > 
> >       5、尽早地、经常性地发布软件。尽可能频繁地把软件展示给客户和使用人员，得到他们的反馈。

### **4-2、良好的抽象是开放-封闭原则的基础** ###

>       遵循开放-封闭原则的代价是昂贵的，如：
> 
> >       创建适当的抽象是要花费开发时间和精力的；
> > 
> >       同时，那些抽象也增加了软件设计的复杂性；
> > 
> >       有能力处理抽象的开发人员少。
> 
>       所以，对于应用程序中的每个部分都肆意地进行抽象同样不是一个好主意，正确的做法是，开发人员仅仅对程序中出现频繁变化的那些部分作出抽象，而拒绝不成熟的抽象。
> 
>       后面有时间再来整理介绍面向对象分析与设计中抽象的话题。

### **4-3、开放-封闭原则与设计模式** ###

>       另外，Strategy（策略）模式和Template Method（模板方法）模式是满足OCP的最常用方法。
> 
>       Strategy（策略）模式结构如下，可以看到通过Strategy接口很容易扩展具体的实现：

![20170225141545328][]

## **5、总结** ##

>      开放-封闭原则：
> 
> > **     软件实体（类、模块、函数等）应该是可以扩展的，但是不可修改的。**
> > 
> > **     即:**
> > 
> > > **    软件质量的下降，来源于修改；**
> > > 
> > > **     替换整个实现类，而不是修改其中的某行；**  
> > > 
> > > 
> > > **     替换的扩展类可以从抽象类继承、或实现抽象接口。**
> > > 
> > > **    提倡使用实现抽象接口的方式（面向接口编程）。**  
> > > 
> 
>       开放-封闭原则是面向对象设计的核心所在，但主要的还是基本的抽象、继承、接口的知识，这和我们平时开发息息相关，所以基础很重要。
> 
>    
> 
> 
>       
>       更多OCP的信息请参考：

> > [维基百科"Open/closed principle"（可以看里面给出的参考资料）][Open_closed principle]

>      到这里，我们对开放-封闭原则有了一个大体的了解，还需要平时开发中多注意，后面我们将了解其他的面向对象设计原则......  
>

【参考资料】

1、《敏捷软件开发：原则、模式与实践》第9章 开放—封闭原则（OCP）

2、维基百科"Open/closed principle"：https://en.wikipedia.org/wiki/Open/closed\_principle

3、《Java与模式》第4章 "开—闭"原则（OCP）

4、《设计模式》GOF

5、《大话设计模式》第4章

[20170225141545328]: /images/20220709/277bfd38139f4ca795cecd1502c184c3.png
[Open_closed principle]: https://en.wikipedia.org/wiki/Open/closed_principle