设计模式学习--面向对象的5条设计原则之开放封闭原则--OCP

一、OCP简介(OCP--Open-Closed Principle): Software entities(classes,modules,functions,etc.) should be open for extension, but closed for modification。 软件实体应当对扩展开放,对修改关闭,即软件实体应当在不修改(在.Net当中可能通过代理模式来达到这个目的)的前提下扩展。 Open for extension:当新需求出现的时候,可以通过扩展现有模型达到目的。 Close for modification:对已有的二进制代码,如dll,jar等,则不允许做任何修改。 二、OCP举例: 1、例子一 假如我们要写一个工资税类,工资税在不同国家有不同计算规则,如果我们不坚持OCP,直接写一个类封装工资税的算税方法,而每个国家对工资税的具体实现细节是不尽相同的!如果我们允许修改,即把现在系统需要的所有工资税(中国工资税、美国工资税等)都放在一个类里实现,谁也不能保证未来系统不会被卖到日本,一旦出现新的工资税,而在软件中必须要实现这种工资税,这个时候我们能做的只有找出这个类文件,在每个方法里加上日本税的实现细节并重新编译成DLL!虽然在.NET的运行环境中,我们只要将新的DLL覆盖到原有的DLL即可,并不影响现有程序的正常运行,但每次出现新情况都要找出类文件,添加新的实现细节,这个类文件不断扩大,以后维护起来就变的越来越困难,也并不满足我们以前说的单一职责原则(SRP),因为不同国家的工资税变化都会引起对这个类的改变动机!如果我们在设计这个类的时候坚持了OCP的话,把工资税的公共方法抽象出来做成一个接口,封闭修改,在客户端(使用该接口的类对象)只依赖这个接口来实现对自己所需要的工资税,以后如果系统需要增加新的工资税,只要扩展一个具体国家的工资税实现我们先前定义的接口,就可以正常使用,而不必重新修改原有类文件! 2、例子二 下面这个例子就是既不开放也不封闭的,因为Client和Server都是具体类,如果我要Client使用不同的一个Server类那就要修改Client类中所有使用Server类的地方为新的Server类。

class Client
{
   Server server;
   void GetMessage()
   {
      server.Message();
   }
}
 
class Server
{
   void Message();
}

下面为修改后符合OCP原则的实现,我们看到Server类是从ClientInterface继承的,不过ClientInterface却不叫ServerInterface,原因是我们希望对Client来说ClientInterface是固定下来的,变化的只是Server。这实际上就变成了一种策略模式(Gof Strategy)

interface ClientInterface
{
    public void Message();
    //Other functions
}
 
class Server:ClientInterface
{
    public void Message();
}
 
class Client 
{
   ClientInterface ci;
   public void GetMessage()
   {
       ci.Message();
   }
   public void Client(ClientInterface paramCi)
   {
       ci=paramCi;
   }
}
 
//那么在主函数(或主控端)则
public static void Main()
{
   ClientInterface ci = new Server();
   //在上面如果有新的Server类只要替换Server()就行了.
   Client client = new Client(ci);
   client.GetMessage();
}

3、例子三 使用Template Method实现OCP:

public abstract class Policy
{
    private int[] i ={ 1, 1234, 1234, 1234, 132 };
    public bool Sort()
    {
        SortImp();
    }
    protected virtual bool SortImp()
    {
 
    }
}
 
class Bubbleimp : Policy
{
    protected override bool SortImp()
    {
        //冒泡排序
    }
}
class Bintreeimp : Policy
{
    protected override bool SortImp()
    {
        //二分法排序
    }
}
 
//主函数中实现
static void Main(string[] args)
{
    //如果要使用冒泡排序,只要把下面的Bintreeimp改为Bubbleimp
    Policy sort = new Bintreeimp();
    sort.Sort();
}
 

三、OCP优点: 1、降低程序各部分之间的耦合性,使程序模块互换成为可能; 2、使软件各部分便于单元测试,通过编制与接口一致的模拟类(Mock),可以很容易地实现软件各部分的单元测试; 3、利于实现软件的模块的呼唤,软件升级时可以只部署发生变化的部分,而不会影响其它部分; 四、使用OCP注意点: 1、实现OCP原则的关键是抽象; 2、两种安全的实现开闭原则的设计模式是:Strategy pattern(策略模式),Template Methord(模版方法模式); 3、依据开闭原则,我们尽量不要修改类,只扩展类,但在有些情况下会出现一些比较怪异的状况,这时可以采用几个类进行组合来完成; 4、将可能发生变化的部分封装成一个对象,如: 状态, 消息,,算法,数据结构等等 , 封装变化是实现"开闭原则"的一个重要手段,如经常发生变化的状态值,如温度,气压,颜色,积分,排名等等,可以将这些作为独立的属性,如果参数之间有关系,有必要进行抽象。对于行为,如果是基本不变的,则可以直接作为对象的方法,否则考虑抽象或者封装这些行为; 5、在许多方面,OCP是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可带来面向对象技术所声称的巨大好处(灵活性、可重用性以及可维护性)。然而,对于应用程序的每个部分都肆意地进行抽象并不是一个好主意。应该仅仅对程序中呈现出频繁变化的那部分作出抽象。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要;

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