面向对象五大原则-----开放封闭原则

时间：2022-03-31 17:23:18

　　什么是开放封闭原则

　　开放封闭原则（OCP，Open Closed Principle）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。其他的设计原则，很多时候是为实现这一目标服务的，例如以Liskov替换原则实现最佳的、正确的继承层次，就能保证不会违反开放封闭原则。　

　　关于开放封闭原则，其核心的思想是：软件实体应该是可扩展，而不可修改的。也就是说，一个软件实体应当对扩展是开放的，而对修改是封闭的。　

　　因此，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，就可以独立完成其工作，而不要对类进行任何修改。

　　在设计一个模块时，应当使得这个模块可以在不被修改的前提下被扩展。也就是说，应当可以在不必修改源代码的情况下修改这个模块的行为。

　　设计的目的便在于面对需求的改变而保持系统的相对稳定，从而使得系统可以很容易的从一个版本升级到另一个版本。

　　“需求总是变化”、“世界上没有一个软件是不变的”，这些言论是对软件需求最经典的表白。从中透射出一个关键的意思就是，对于软件设计者来说，必须在不需要对原有的系统进行修改的情况下，实现灵活的系统扩展。而如何能做到这一点呢？

　　只有依赖于抽象。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对多态机制，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。这是

实施开放封闭原则的基本思路，同时这种机制是建立在两个基本的设计原则的基础上，这就是Liskov替换原则和合成/聚合复用原则。

　　对于违反这一原则的类，必须进行重构来改善，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，将经常发生变化的状态封装为一个类。

　　怎样做到开放封闭原则

　　实际上，绝对封闭的系统是不存在的。无论模块是怎么封闭，到最后，总还是有一些无法封闭的变化。而我们的思路就是：既然不能做到完全封闭，那我们就应该对那些变化封闭，那些变化隔离做出选择。我们做出选择，然后将那些无法封闭的变化抽象出来，进行隔离，允许扩展，尽可能的减少系统的开发。当系统变化来临时，我们要及时的做出反应。

      我们并不害怕改变的到来。当变化到来时，我们首先需要做的不是修改代码，而是尽可能的将变化抽象出来进行隔离，然后进行扩展。面对需求的变化，对程序的修改应该是尽可能通过添加代码来实现，而不是通过修改代码来实现。

      实际上，变化或者可能的变化来的越早，抽象就越容易，相对的，代码的维护也就越容易；而当项目接近于完成而来的需求变化，则会使抽象变得很困难——这个困难，并不是抽象本身的困难，抽象本身并没有困难，困难在于系统的架构已经完成，修改牵扯的方面太多而使得抽象工作变得很困难。

　　我们举个银行业务的例子

　　银行有四项业务，存款，取款，转账和买基金

　　如果用普通的方式来写

 1 /*
 2  * 银行业务员
 3  */
 4 public class BankWorker {
 5     //负责存款业务
 6     public void saving() {
 7         System.out.println("进行存款操作");
 8     }
 9     
10     //负责取款业务
11     public void drawing() {
12         System.out.println("进行取款操作");
13     }
14     
15     //负责转账
16     public void zhuanzhang() {
17         System.out.println("进行转账操作");
18     }
19     
20     //负责基金的申购
21     public void jijin() {
22         System.out.println("进行基金申购操作");
23     }
24 }

　　这样等同于一个业务员负责了所有的业务，站在银行窗口焦急等待的用户，在长长的队伍面前显得无奈。所以，将这种无奈迁怒到银行的头上是理所当然的，因为银行业务的管理显然有不当之处。银行的业务人员面对蜂拥而至的客户需求，在排队等待的人们并非只有一种需求，有人存款、有人转账，

也有人申购基金，繁忙的业务员来回在不同的需求中穿梭，手忙脚乱的寻找各种处理单据，电脑系统的功能模块也在不同的需求要求下来回切换，这就是一个发生在银行窗口内外的无奈场景。而我每次面对统一排队的叫号系统时，都为前面长长的等待人群而叫苦，从梳理银行业务员的职责来看，在管理上

他们负责的业务过于繁多，将其对应为软件设计来实现，这种拙劣的设计就上面例子中的方式。

　　这样，如果要修改的话，如果银行新添加了一项业务，这个业务员就得新增这项业务，这样扩展行就很差，而且，只要新增业务就要修改源码。

　　所以下面我们用符合开放封闭原则的方式来编写代码

　　把不同的业务分配给不同的业务员，所以先编写抽象业务员父类

1 /*
2  * 银行业务员接口，是所有银行业务员的抽象父类
3  */
4 public interface BankWorker {
5     public void operation();
6 }

 　　然后，在编写各个负责各个业务的业务员

 1 /*
 2  * 负责存款业务的业务员
 3  */
 4 public class SavingBankWorker implements BankWorker {
 5 
 6     public void operation() {
 7         System.out.println("进行存款操作");
 8     }
 9     
10 }
 1 /*
 2  * 负责取款业务的业务员
 3  */
 4 public class WithdrawalsBankWorker  implements BankWorker{
 5 
 6     public void operation() {
 7         System.out.println("进行取款操作");
 8     }
 9     
10 }
 1 /*
 2  * 负责转账业务的业务员
 3  */
 4 public class ZhuanZhangBankWorker implements BankWorker {
 5 
 6     public void operation() {
 7         System.out.println("进行转账操作");
 8     }
 9 
10 }
 1 /*
 2  * 负责基金业务的业务员
 3  */
 4 public class JiJinBankWorker implements BankWorker {
 5 
 6     public void operation() {
 7         System.out.println("进行基金申购操作");
 8     }
 9 
10 }

　　可以看到，这样的形式就可以做到，增加业务只需新增业务员即可，不必对原有业务进行任何的修改，也符合了开放封闭原则　

　　开放封闭原则的优越性

　　1.通过扩展已有的软件系统，可以提供新的行为，以满足对软件的新需求，是变化中的软件有一定的适应性和灵活性。

　　2.已有的软件模块，特别是最重要的抽象模块不能再修改，这就使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。

 　　使用建议

　　1、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的实现提供保证。

　　2、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。

　　3、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，例如银行业务中的IBankProcess接口。

　　4、拒绝滥用抽象，只将经常变化的部分进行抽象，这种经验可以从设计模式的学习与应用中获得。

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