设计模式之六大原则(6)开闭原则

设计模式之6大原则(6)开闭原则
开闭原则(OCP)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,其它很多的设计原则都是实现开闭原则的一种手段。
开闭原则中“开”,是指对于组件功能的扩展是开放的,是允许对其进行功能扩展的;开闭原则中“闭”,是指对于原有代码的修改是封闭的,即不应该修改原有的代码。
遵循开闭原则设计出的模块具有两个主要特征:
(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。也就是说,我们可以改变模块的功能。
(2)对于修改是关闭的(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。
实现开闭原则的关键就在于“抽象”。把系统的所有可能的行为抽象成一个抽象底层,这个抽象底层规定出所有的具体实现必须提供的方法的特征。作为系统设计的抽象层,要预见所有可能的扩展,从而使得在任何扩展情况下,系统的抽象底层不需修改;同时,由于可以从抽象底层导出一个或多个新的具体实现,可以改变系统的行为,因此系统设计对扩展是开放的。
我们在软件开发的过程中,一直都是提倡需求导向的。这就要求我们在设计的时候,要非常清楚地了解用户需求,判断需求中包含的可能的变化,从而明确在什么情况下使用开闭原则。
勃兰特·梅耶一般被认为一旦完成,一个类的实现只应该因错误而修改,新的或者改变的特性应该通过新建不同的类实现。新建的类可以通过继承的方式来重用原类的代码。衍生的子类可以或不可以拥有和原类相同的接口。梅耶的定义提倡实现继承。具体实现可以通过继承方式来重用,但是接口规格不必如此。已存在的实现对于修改是封闭的,但是新的实现不必实现原有的接口。
在20世纪90年代,开闭原则被广泛的重新定义由于抽象化接口的使用,在这中间实现可以被改变,多种实现可以被创建,并且多态化的替换不同的实现。相比梅耶的使用方式,多态开闭原则的定义倡导对抽象基类的继承。接口规约可以通过继承来重用,但是实现不必重用。已存在的接口对于修改是封闭的,并且新的实现必须实现那个接口。
如果一个软件系统符合开闭原则的,那么从软件工程的角度来看,它至少具有这样的好处:
可复用性好。
我们可以在软件完成以后,仍然可以对软件进行扩展,加入新的功能,非常灵活。因此,这个软件系统就可以通过不断地增加新的组件,来满足不断变化的需求。
可维护性好。
由于对于已有的软件系统的组件,特别是它的抽象底层不去修改,因此,我们不用担心软件系统中原有组件的稳定性,这就使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。