【面向對象設計原則】之開閉原則(OCP)

来源:http://www.cnblogs.com/vaiyanzi/archive/2017/05/23/6894636.html
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開閉原則是面向對象設計的一個重要原則,其定義如下: 開閉原則(Open-Closed Principle, OCP):一個軟體實體應當對擴展開放,對修改關閉。即軟體實體應儘量在不修改原有代碼的情況下進行擴展。 在軟體的生命周期內,因為變化、升級和維護等原因需要對軟體原有代碼進行修改時,可能會給舊代碼 ...


開閉原則是面向對象設計的一個重要原則,其定義如下:

開閉原則(Open-Closed Principle, OCP):一個軟體實體應當對擴展開放,對修改關閉。即軟體實體應儘量在不修改原有代碼的情況下進行擴展。

在軟體的生命周期內,因為變化、升級和維護等原因需要對軟體原有代碼進行修改時,可能會給舊代碼中引入錯誤,也可能會使我們不得不對整個功能進行重構,並且需要原有代碼經過重新測試。那麼勢必會對軟體的開髮帶來額外的風險和成本, 這是OCP原則要規範設計的一個主要原因,所有的設計原則都是對軟體的開發,設計以及維護帶來好處的,OCP也不例外。

OCP原則是面形對象軟體設計的基本原則,其旨在指導如何構建穩定的,靈活的,易於維護的軟體。其實這個原則也是我們面向對象設計的一個終極要求,更是一個引導,在軟體設計過程中要達到OCP原則其實你需要很好的遵守其他的設計原則,換句話說如果其它的設計原則都達到了那麼OCP原則自然就符合了,也就是說OCP原則是其他原則綜合使用的一個考量,一個檢驗。

假如我們要設計一個叫做動物的類(Animal)在這個類中我們有一個方法叫Sound, Sound 方法主要用於發出動物的叫聲,通常我們的設計代碼如下:

    public class Animal
    {
        public void Sound(string animal)
        {
            switch (animal)
            {
                case "dog":
                    System.Console.WriteLine("woof woof woof...");
                    break;
                case "cate":
                    Console.WriteLine("miaow miaow miaow...");
                    break;
            }
        }
    }

客戶端的調用代碼如下:

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal animal=new Animal();
            animal.Sound("dog");
            Console.ReadKey();
        }
    }

 

調用返回的結果:

image

這樣看起來似乎很完美,如果想要什麼動物發生客戶端就傳入該動物的名字然後調用Sound方法就可以了。 客戶今天只養了兩種動物,狗和貓,如果有一天他在養一頭羊,他想聽到羊的叫聲怎麼辦呢? 直接的想法是在Sound的方法中加一個case子句,寫上羊的叫聲如下:

    public class Animal
    {
        public void Sound(string animal)
        {
            switch (animal)
            {
                case "dog":
                    System.Console.WriteLine("woof woof woof...");
                    break;
                case "cate":
                    Console.WriteLine("miaow miaow miaow...");
                    break;
                case "sheep":
                    Console.WriteLine("mee-mee  mee-mee  mee-mee...");
                    break;
            }
        }
    }

客戶端調用如下:

        static void Main(string[] args)
        {
            Animal animal=new Animal();
            animal.Sound("sheep");
            Console.ReadKey();
        }

輸出:

image

這看起來似乎是很完美,但是我們回過頭想一下,好像哪裡不對勁,如果後面客戶需要加更多的動物怎麼辦呢?,是不是這個case要寫很長很長,Sound方法要每次都要修改,每次都要全部編譯整個工程還要重新部署所有的代碼,這中間的風險很大,很容易出現操作上的失誤,或者代碼修改出現bug,要命的是每次都要把整個代碼重新測試一遍,給升級帶來了很多的工作量,以及潛在的風險。其實再回頭看看,我們這個設計是違反OCP原則的, OCP告訴我們對“修改關閉,對擴展開放“,很顯然我們這裡修改了代碼。同時也違背了SRP原則“一個類或方法只負責乾一件事情“,顯然Sound 犯法的職責太多。那麼我們有沒有辦法來重構代碼,讓其遵守這些原則,每次修改該最少的代碼即儘可能的減少工作量呢? 答案是肯定的。

我們抽取一個介面叫IAnimal:

    public interface IAnimal
    {
        void Sound();
    }

再分別定義三個類 Dog, Cate 和Sheep 並繼承IAnimal 介面:

    public class Dog : IAnimal
    {
        public void Sound()
        {
            Console.WriteLine("woof woof woof...");
        }
    }

    public class Cate : IAnimal
    {
        public void Sound()
        {
            Console.WriteLine("miaow miaow miaow...");
        }
    }

    public class Sheep:IAnimal
    {
        public void Sound()
        {
            Console.WriteLine("mee-mee  mee-mee  mee-mee...");
        }
    }

客戶端如果想聽到狗的叫聲的代碼調用如下:

        static void Main(string[] args)
        {
            IAnimal animal=new Dog();
            animal.Sound();

            Console.ReadKey();
        }

輸出:

image

這下是不是比開始好了很多,並且他還很好的滿足了單一職責原則(SRP),每個類只負責一種動物發出的聲音,職責單一了, 但是我們發現如果我們想聽到貓的叫聲還是要修改Main方法中的調用代碼, 還要編譯部署,風險還是有點大,工作量還是有點大,那麼我們能不能不修改代碼只需要改個配置來達到修改Main方法調用的結果呢?這樣每次就不用編譯只需要修改一下配置就好了呢? 答案是肯定的, 我們利用反射加配置就可以了。 這裡我們先加一個工具類用於反射。代碼如下:

public class ObjectBuildFactory<T>
{
    public static T Instance(string key)
    {
        Type obj = Type.GetType(key);
        if (obj == null) return default(T);

        T factory = (T)obj.Assembly.CreateInstance(obj.FullName);

        return factory;
    }
}

寫配置文件如下:

    <appSettings>
        <add key="Animal" value="ConsoleApp1.Dog"/>
    </appSettings>

調用並通過反射創建對象,調用Dog的叫聲如下:

        static void Main(string[] args)
        {            
            string key = ConfigurationManager.AppSettings["Animal"];

            IAnimal animal = ObjectBuildFactory<IAnimal>.Instance(key);

            animal.Sound();

            Console.ReadKey();
        }

輸出:

image

好瞭如果希望聽到羊的叫聲,只需要改一下我們的配置文件就可以了:

    <appSettings>
        <add key="Animal" value="ConsoleApp1.Sheep"/>
    </appSettings>

image

其它的代碼不需要任何修改直接運行輸出如下:

image

好了這回滿足OCP了。

那麼好瞭如果客戶期望在增加一種動物,我們應該怎麼辦呢? 這下就變得非常簡單了,我們需要如下兩個步驟來完成:

1.增加一個類繼承IAnimal介面並實現Sound方法。

2.修改配置文件。

例如我們增加一個動物鴨子代碼如下:

    public class Duck : IAnimal
    {
        public void Sound()
        {
            Console.WriteLine("quack quack quack...");
        }
    }

配置:

    <appSettings>
        <add key="Animal" value="ConsoleApp1.Duck"/>
    </appSettings>

輸出:

image

很簡單達到了我們的設計目的。

總結:開閉原則(OCP)是我們在面向對象設計過程中必須註入潛意識的一個原則,在設計的過程中要時時刻刻,如影隨形,一旦發現違背就要立即重構,不然代碼就會變的越來越不易於理解,越來越不易於維護了。


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