Java與設計模式(八)設計原則--開閉原則

一、定義

開閉原則是面向對象的可複用設計的第一塊基石,它是最重要的面向對象設計原則。開閉原則由Bertrand Meyer於1988年提出,其定義如下:

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

在開閉原則的定義中,軟件實體可以指一個軟件模塊、一個由多個類組成的局部結構或一個獨立的類。任何軟件都需要面臨一個很重要的問題,即它們的需求會隨時間的推移而發生變化。當軟件系統需要面對新的需求時,我們應該儘量保證系統的設計框架是穩定的。如果一個軟件設計符合開閉原則,那麼可以非常方便地對系統進行擴展,而且在擴展時無須修改現有代碼,使得軟件系統在擁有適應性和靈活性的同時具備較好的穩定性和延續性。隨着軟件規模越來越大,軟件壽命越來越長,軟件維護成本越來越高,設計滿足開閉原則的軟件系統也變得越來越重要。

爲了滿足開閉原則,需要對系統進行抽象化設計,抽象化是開閉原則的關鍵。在Java、C#等編程語言中,可以爲系統定義一個相對穩定的抽象層,而將不同的實現行爲移至具體的實現層中完成。在很多面向對象編程語言中都提供了接口、抽象類等機制,可以通過它們定義系統的抽象層,再通過具體類來進行擴展。如果需要修改系統的行爲,無須對抽象層進行任何改動,只需要增加新的具體類來實現新的業務功能即可,實現在不修改已有代碼的基礎上擴展系統的功能,達到開閉原則的要求

開閉原則是面向對象設計中最基礎的設計原則,它指導我們如何建立穩定靈活的系統。開閉原則可能是設計模式六項原則中定義最模糊的一個了,它只告訴我們對擴展開放,對修改關閉,可是到底如何才能做到對擴展開放,對修改關閉,並沒有明確的告訴我們。以前,如果有人告訴我“你進行設計的時候一定要遵守開閉原則”,我會覺的他什麼都沒說,但貌似又什麼都說了。因爲開閉原則真的太虛了。

在仔細思考以及仔細閱讀很多設計模式的文章後,終於對開閉原則有了一點認識。其實,我們遵循設計模式前面5大原則,以及使用23種設計模式的目的就是遵循開閉原則。也就是說,只要我們對前面5項原則遵守的好了,設計出的軟件自然是符合開閉原則的,這個開閉原則更像是前面五項原則遵守程度的“平均得分”,前面5項原則遵守的好,平均分自然就高,說明軟件設計開閉原則遵守的好;如果前面5項原則遵守的不好,則說明開閉原則遵守的不好

開閉原則無非就是想表達這樣一層意思:用抽象構建框架,用實現擴展細節。因爲抽象靈活性好,適應性廣,只要抽象的合理,可以基本保持軟件架構的穩定。而軟件中易變的細節,我們用從抽象派生的實現類來進行擴展,當軟件需要發生變化時,我們只需要根據需求重新派生一個實現類來擴展就可以了。當然前提是我們的抽象要合理,要對需求的變更有前瞻性和預見性才行。

說到這裏,再回想一下前面說的5項原則,恰恰是告訴我們用抽象構建框架,用實現擴展細節的注意事項而已:

  • 單一職責原則告訴我們實現類要職責單一;
  • 里氏替換原則告訴我們不要破壞繼承體系;
  • 依賴倒置原則告訴我們要面向接口編程;
  • 接口隔離原則告訴我們在設計接口的時候要精簡單一;
  • 迪米特法則(最少知道原則)告訴我們要降低耦合;
  • 而開閉原則是總綱,他告訴我們要對擴展開放,對修改關閉。

最後說明一下如何去遵守這六個原則。對這六個原則的遵守並不是是和否的問題,而是多和少的問題,也就是說,我們一般不會說有沒有遵守,而是說遵守程度的多少。任何事都是過猶不及,設計模式的六個設計原則也是一樣,制定這六個原則的目的並不是要我們刻板的遵守他們,而需要根據實際情況靈活運用。對他們的遵守程度只要在一個合理的範圍內,就算是良好的設計。

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