面向对象设计原则之开闭原则

开闭原则的定义

Software entities like classes,modules and functions should be open for extension but closed for modifications.

一个软件实体如类，模块和函数应该对扩展开放，对修改关闭。

从软件工程的角度来看，它将具有可复用性好和可维护性好两大特点。开闭原则是面向对象设计中“可复用设计”的基石，是面向对象设计中最重要的原则之一。

Bertrand Meyer于 1988提出的这一条原则连他自己也没有想到，竟然影响了软件设计30年的发展，奠定了现代面向对象程序设计的基本面貌。

什么是开闭原则

开闭原则明确的告诉我们：软件实现应该对扩展开放，对修改关闭，其含义是说一个软件实体应该通过扩展来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化的。

为什么使用开闭原则

第一：开闭原则非常有名，只要是面向对象编程，在开发时都会强调开闭原则

第二：开闭原则是最基础的设计原则，其它的五个设计原则都是开闭原则的具体形态，也就是说其它的五个设计原则是指导设计的工具和方法，而开闭原则才是其精神领袖。依照Java语言的称谓，开闭原则是抽象类，而其它的五个原则是具体的实现类。

第三：开闭原则可以提高复用性 在面向对象的设计中，所有的逻辑都是从原子逻辑组合而来，而不是在一个类中独立实现一套业务逻辑。只有这样的代码才可以复用，逻辑粒度越小，被复用的可能性越大。为什么要复用呢？复用可以减少代码的重复，避免相同的逻辑分散在多个角落，减少维护人员的工作量以及系统变化时产生bug的机会。怎么才能提高复用率呢？设计者需要缩小逻辑粒度，直到一个逻辑不可以分为止。

第四：开闭原则可以提高维护性 一款软件量产后，维护人员的工作不仅仅对数据进行维护，还可能要对程序进行扩展，维护人员最乐意的事是扩展一个类，而不是修改一个类。让维护人员读懂原有代码，再进行修改，是一件非常痛苦的事情，不要让他在原有的代码海洋中游荡后再修改，那是对维护人员的折磨和摧残。

第五：面向对象开发的要求 万物皆对象，我们要把所有的事物抽象成对象，然后针对对象进行操作，但是万物皆发展变化，有变化就要有策略去应对，怎么快速应对呢？这就需要在设计之初考虑到尽可能多变化的因素，然后留下接口，等待“可能”转变为“现实”。

如何使用开闭原则

①抽象约束

抽象是对一组事物的通用描述，没有具体的实现，也就表示它可以有非常多的可能性，可以跟随需求的变化而变化。因此，通过接口或抽象类可以约束一组可能变化的行为，并且能够实现对扩展开放，其包含三层含义：

通过接口或抽象类约束扩散，对扩展进行边界限定，不允许出现在接口或抽象类中不存在的public方法。

参数类型，引用对象尽量使用接口或抽象类，而不是实现类，这主要是实现里氏替换原则的一个要求

抽象层尽量保持稳定，一旦确定就不要修改

②元数据(metadata)控件模块行为

编程是一个很苦很累的活，那怎么才能减轻压力呢？答案是尽量使用元数据来控制程序的行为，减少重复开发。什么是元数据？用来描述环境和数据的数据，通俗的说就是配置参数，参数可以从文件中获得，也可以从数据库中获得。

③制定项目章程

在一个团队中，建立项目章程是非常重要的，因为章程是所有开发人员都必须遵守的约定，对项目来说，约定优于配置。这比通过接口或抽象类进行约束效率更高，而扩展性一点也没有减少。

④封装变化

对变化封装包含两层含义： (1)将相同的变化封装到一个接口或抽象类中 (2)将不同的变化封装到不同的接口或抽象类中，不应该有两个不同的变化出现在同一个接口或抽象类中。 封装变化，也就是受保护的变化，找出预计有变化或不稳定的点，我们为这些变化点创建稳定的接口。

开闭原则实例

原始类图：

项目投产生，书籍正常销售，但是我们经常因为各种原因，要打折来销售书籍，这是一个变化，我们要如何应对这样一个需求变化呢？

我们有下面三种方法可以解决此问题：

修改接口 在IBook接口中，增加一个方法getOffPrice(),专门用于进行打折处理，所有的实现类实现此方法。但是这样的一个修改方式，实现类NovelBook要修改，同时IBook接口应该是稳定且可靠，不应该经常发生改变，否则接口作为契约的作用就失去了。因此，此方案否定。

修改实现类 修改NovelBook类的方法，直接在getPrice()方法中实现打折处理。此方法是有问题的，例如我们如果getPrice()方法中只需要读取书籍的打折前的价格呢？这不是有问题吗？当然我们也可以再增加getOffPrice()方法，这也是可以实现其需求，但是这就有二个读取价格的方法，因此，该方案也不是一个最优方案。

通过扩展实现变化 我们可以增加一个子类OffNovelBook,覆写getPrice方法。此方法修改少，对现有的代码没有影响，风险少，是个好办法。

下面是修改后的类图：

参考资料：https://blog.csdn.net/hfreeman2008/article/details/52344022