面向对象的六大原则之 —— 开闭原则

时间:2021-12-31 17:23:41

学习了何红辉、关爱民写的《Android设计模式》,对于面向对象的六大原则有进一步的理解,特此根据自己的理解记录总结一下

什么是开闭原则

一个类、模块、函数等应该对于扩展是开放的,但是对于修改是封闭的,简单说就是当你的系统要升级维护需要对原有的代码进行修改时,可能会将错误引入到了原来的旧代码中,因此,在软件升级维护时,应该尽可能的通过扩展的方式而不是修改原有的代码,虽然在实际开发中,修改原本的代码跟扩展代码都是同时存在的,但是为了程序的可扩展性,在制作初期,应该遵循开闭原则。


以上一篇《面向对象的六大原则之 —— 单一原则》的例子为例继续讲解

在ImageCache类中,使用了内存缓存,可是内存缓存很有限,而且还容易丢失,比如应用关闭后,原来缓存在内存的图片会丢失,再打开需要重新加载,所以我们考虑加入SD卡缓存。


加入DiskCache类,缓存图片到SD卡中

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public class DiskCache {
public static final String cacheDir="sdcard/cache/";

/**
* 获取sd卡的图片缓存
* @param url 图片url
* @return 返回bitmap
*/
public Bitmap get(String url){
Bitmap bitmap=null;
bitmap= BitmapFactory.decodeFile(cacheDir+url);
return bitmap;
}

/**
* 缓存到sd卡
* @param url 图片的url
* @param bitmap bitmap对象
*/
private void put(String url ,Bitmap bitmap){
FileOutputStream output = null;
try {
output = new FileOutputStream(cacheDir+url);
bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG,100,output);
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
//无论是否有异常,都要关闭流
try {
if(output!=null){
output.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

}
}

因为加入了sd卡的缓存方式,所以要修改ImageLoader类

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.widget.ImageView;

import java.io.IOException;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public class ImageLoader {

public ImageLoader() {
}
//内存缓存类
ImageCache imageCache=new ImageCache();
//sd卡缓存类
DiskCache diskCache=new DiskCache();
//是否使用sd卡缓存
boolean isUseDiskCache=false;
//线程池,线城数量为cpu的数量
ExecutorService mExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

/**
* 显示图片
* @param url 图片的url
* @param imageView 要显示的view
*/
public void displayImage(final String url, final ImageView imageView) {
Bitmap bitmap=isUseDiskCache()?diskCache.get(url):imageCache.get(url);
if(bitmap!=null){
imageView.setImageBitmap(bitmap);
return;
}
imageView.setTag(url);
mExecutorService.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Bitmap bitmap = downloadImage(url);
if (bitmap == null) {
return;
}
if (imageView.getTag().equals(url)) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
}
imageCache.put(url, bitmap);
diskCache.put(url,bitmap);
}
});
}
/**
* 下載圖片
* @param imageUrl 网络图片地址
* @return 返回bitmap对象
*/
public Bitmap downloadImage(String imageUrl) {
Bitmap bitmap = null;
try {
URL url = new URL(imageUrl);
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
bitmap = BitmapFactory.decodeStream(conn.getInputStream());
conn.disconnect();
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return bitmap;
}

public boolean isUseDiskCache() {
return isUseDiskCache;
}

public void setIsUseDiskCache(boolean isUseDiskCache) {
this.isUseDiskCache = isUseDiskCache;
}
}


ImageLoader类中加入了少量代码就添加了sd卡缓存的功能,用户还能通过setIsUseDiskCache设置使用哪种缓存,但是以上还有个问题,使用内存缓存的时候,就没有sd卡缓存,用户要两种策略都用,首先缓存优先使用内存缓存, 如果内存没有就查找sd卡缓存,sd卡没有就从网络获取,,这才是最好的缓存策略,依照这种想法,修改代码,加入DoubleCache类,实现双缓存

import android.graphics.Bitmap;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public class DoubleCache {
//内存缓存
ImageCache mImageCache=new ImageCache();
//sd卡缓存
DiskCache mDiskCache=new DiskCache();

/**
* 获取缓存图片
* @param url 图片url
* @return 返回bitmap对象
*/
public Bitmap get(String url){
Bitmap bitmap=null;
bitmap=mImageCache.get(url);
if(bitmap==null){
bitmap=mDiskCache.get(url);
}
return bitmap;
}

/**
* 缓存图片
* @param url 图片url
* @param bitmap
*/
public void put(String url,Bitmap bitmap){
mImageCache.put(url,bitmap);
mDiskCache.put(url,bitmap);
}
}

ImageLoader类修改如下

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.widget.ImageView;

import java.io.IOException;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public class ImageLoader {

public ImageLoader() {
}

//内存缓存类
ImageCache imageCache=new ImageCache();
//sd卡缓存类
DiskCache diskCache=new DiskCache();
//双缓存
DoubleCache doubleCache=new DoubleCache();
//是否使用sd卡缓存
boolean isUseDiskCache=false;
//是否使用双缓存
boolean isUseDoubleCache=false;
//线程池,线城数量为cpu的数量
ExecutorService mExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());



/**
* 显示图片
* @param url 图片的url
* @param imageView 要显示的view
*/
public void displayImage(final String url, final ImageView imageView) {
Bitmap bitmap=null;
if(isUseDoubleCache()){
bitmap=doubleCache.get(url);
}else if(isUseDiskCache()){
bitmap=diskCache.get(url);
}else{
bitmap=imageCache.get(url);
}
if(bitmap!=null){
imageView.setImageBitmap(bitmap);
return;
}
imageView.setTag(url);
mExecutorService.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Bitmap bitmap = downloadImage(url);
if (bitmap == null) {
return;
}
if (imageView.getTag().equals(url)) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
}
//缓存到内存跟sd卡中
doubleCache.put(url, bitmap);
}
});
}
/**
* 下載圖片
* @param imageUrl 网络图片地址
* @return 返回bitmap对象
*/
public Bitmap downloadImage(String imageUrl) {
Bitmap bitmap = null;
try {
URL url = new URL(imageUrl);
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
bitmap = BitmapFactory.decodeStream(conn.getInputStream());
conn.disconnect();
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return bitmap;
}

public boolean isUseDiskCache() {
return isUseDiskCache;
}

public void setIsUseDiskCache(boolean isUseDiskCache) {
this.isUseDiskCache = isUseDiskCache;
}

public boolean isUseDoubleCache() {
return isUseDoubleCache;
}

public void setIsUseDoubleCache(boolean isUseDoubleCache) {
this.isUseDoubleCache = isUseDoubleCache;
}
}

经过修改之后,我们的图片加载器已经实现了双缓存的功能了,可是细心的你可能发现了,每次加入新的缓存方法都要修改原来的代码,而且还会让ImageLoader变的越来越复杂,一堆的if{}else{}判断,条件多了就容易造成错误,而且如果现在用户想要自己扩展一个缓存方式,都要动ImageLoader类里面的东西,本文最上面已经说了,开闭原则的目的就是为了让扩展是开发的,修改是封闭的,当软件需要变化时,我们应该尽可能的通过扩展的方式来实现变化,而不要通过修改已有的代码来实现,按照这个思维,我们来想想应该如何修改,首先,我们的ImageLoader的职责就是加载图片跟设置缓存的,而缓存的实现不由它管,我们的目的是让缓存的方式能让用户自己扩展,所以我们定义ImageCache接口,接口中有两个方法,一个是put(String url,Bitmap bitmap)用来添加到缓存,一个是get(String url);用来获取缓存,具体实现不管,而是由实现了这个接口的实现类来具体实现。

ImageCache类如下:

import android.graphics.Bitmap;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public interface ImageCache {
/**
* 添加缓存
* @param url 缓存的图片url作为缓存的key
* @param bitmap 缓存的bitmap
*/
public void put(String url, Bitmap bitmap);

/**
* 获取缓存的图片
* @param url
* @return
*/
public Bitmap get(String url);
}

我们可以将接口当成是一个标准,比如电脑的usb接口,想要通过usb连接到电脑,就必须要按照usb这个插口的标准走,不然你想插也插不进去,我们的图片加载器也是一样,想要自己扩展一个缓存方式,就要按我的标准来。

所以,上面的内存缓存、sd卡缓存、双缓存三个类,我们全部修改实现ImageCache类

内存缓存类(MemoryCache)

import android.graphics.Bitmap;
import android.util.LruCache;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public class MemoryCache implements ImageCache{

public MemoryCache() {
//初始化图片缓存
initImageCache();
}

//图片缓存类
LruCache<String, Bitmap> memoryCache;

/**
* 初始化缓存
*/
private void initImageCache() {
//计算可使用的最大内存
int maxMemory = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);
//只用最大内存的四分之一作为缓存大小
int cacheSize = maxMemory / 4;
memoryCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {
@Override
protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
return value.getRowBytes() * value.getHeight() / 1024;
}
};
}

/**
* 添加缓存
*
* @param url 缓存的图片url作为缓存的key
* @param bitmap 缓存的bitmap
*/
public void put(String url, Bitmap bitmap) {
memoryCache.put(url, bitmap);
}

/**
* 获取缓存的图片
*
* @param url
* @return
*/
public Bitmap get(String url) {
Bitmap bitmap = null;
bitmap = memoryCache.get(url);
return bitmap;
}
}

SD卡缓存类(DiskCache)

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public class DiskCache implements ImageCache{
public static final String cacheDir="sdcard/cache/";

/**
* 获取sd卡的图片缓存
* @param url 图片url
* @return 返回bitmap
*/
public Bitmap get(String url){
Bitmap bitmap=null;
bitmap= BitmapFactory.decodeFile(cacheDir+url);
return bitmap;
}

/**
* 缓存到sd卡
* @param url 图片的url
* @param bitmap bitmap对象
*/
public void put(String url ,Bitmap bitmap){
FileOutputStream output = null;
try {
output = new FileOutputStream(cacheDir+url);
bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG,100,output);
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
//无论是否有异常,都要关闭流
try {
if(output!=null){
output.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

}
}

双缓存类(DoubleCache)

import android.graphics.Bitmap;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public class DoubleCache implements ImageCache{
//内存缓存
MemoryCache mMemoryCache =new MemoryCache();
//sd卡缓存
DiskCache mDiskCache=new DiskCache();

/**
* 获取缓存图片
* @param url 图片url
* @return 返回bitmap对象
*/
public Bitmap get(String url){
Bitmap bitmap=null;
bitmap= mMemoryCache.get(url);
if(bitmap==null){
bitmap=mDiskCache.get(url);
}
return bitmap;
}

/**
* 缓存图片
* @param url 图片url
* @param bitmap
*/
public void put(String url,Bitmap bitmap){
mMemoryCache.put(url,bitmap);
mDiskCache.put(url,bitmap);
}
}

最后我们的ImageLoader类修改如下:

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.widget.ImageView;

import java.io.IOException;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* Created by Administrator on 2016/3/1.
*/
public class ImageLoader {

public ImageLoader() {
}

//默认使用内存缓存
ImageCache imageCache=new MemoryCache();

//线程池,线城数量为cpu的数量
ExecutorService mExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

/**
* 设置要使用哪种缓存
* @param imageCache 缓存类
*/
public void setImageCache(ImageCache imageCache) {
this.imageCache = imageCache;
}

/**
* 显示图片
* @param url 图片的url
* @param imageView 要显示的view
*/
public void displayImage(final String url, final ImageView imageView) {
Bitmap bitmap=imageCache.get(url);

if(bitmap!=null){
imageView.setImageBitmap(bitmap);
return;
}
imageView.setTag(url);
mExecutorService.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Bitmap bitmap = downloadImage(url);
if (bitmap == null) {
return;
}
if (imageView.getTag().equals(url)) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
}
//添加到缓存
imageCache.put(url, bitmap);
}
});
}

/**
* 下載圖片
* @param imageUrl 网络图片地址
* @return 返回bitmap对象
*/
public Bitmap downloadImage(String imageUrl) {
Bitmap bitmap = null;
try {
URL url = new URL(imageUrl);
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
bitmap = BitmapFactory.decodeStream(conn.getInputStream());
conn.disconnect();
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return bitmap;
}
}

在ImageLoader中,我们去掉了其他的缓存类,只加入了ImageCache接口,而且还开放了一个设置缓存的方法,也就是通常说的依赖注入,经过以上修改之后,用户的使用方式如下:

<span style="white-space:pre"></span>ImageLoader imageLoader=new ImageLoader();
/**
* 内存缓存方式
*/
imageLoader.setImageCache(new MemoryCache());
/**
* SD卡缓存方式
*/
imageLoader.setImageCache(new DiskCache());
/**
* 双缓存方式
*/
imageLoader.setImageCache(new DoubleCache());
/**
* 自定义缓存方式
*/
imageLoader.setImageCache(new ImageCache() {
@Override
public void put(String url, Bitmap bitmap) {
//用户自定义的缓存方式
}

@Override
public Bitmap get(String url) {
//从缓存中获取图片
return null;
}
});
通过以上的修改,发现现在的ImageLoader的可扩展性、灵活性变的很高,三种缓存方式各自的具体实现都不一样,但是他们都实现了ImageCache接口,即有了这个标准,而用户想要自定义缓存实现的时候,只需要实现ImageCache接口,将其setImageCache进去即可。

以上就是开闭原则,对于修改是封闭的,对于扩展是开发的,遵循开闭原则的重要手段应该是通过抽象,由于实际开发中,可能会不尽人意,但是我们在设计的时候,应该尽量通过扩展的方式,这里说尽量是因为,可能原本的代码就是有问题的,必须要修改。

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