六 设计模式七大原则之开闭原则

1 基本介绍

1. 开闭原则（Open Closed Principle）是编程中最基础、最重要的设计原则
2. 一个软件实体如类，模块和函数应该对扩展开放(对提供方)，对修改关闭(对使用方)。用抽象构建框架，用实现扩展细节。
3. 当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。
4. 编程中遵循其它原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

2 看实例引出问题

2.1 我们来看一个画图的功能例子

类图如下:

代码实现:

package com.andy.principle.ocp;

public class Ocp {
    public static void main(String[] args) {
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
    }
}

class GraphicEditor {
    public void drawShape(Shape s) {
        if (s.m_type == 1)
            drawRectangle(s);
        else if (s.m_type == 2)
            drawCircle(s);
    }

    public void drawRectangle(Shape r) {
        System.out.println("矩形");
    }

    public void drawCircle(Shape r) {
        System.out.println("圆形");
    }
}

class Shape {
    int m_type;
}

class Rectangle extends Shape {
    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }
}

class Circle extends Shape {
    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }
}

分析:
上面的代码中,定义了一个Shape图形类,然后定义两个类Rectangle和Circle继承与Shape类.而GraphicEditor 类中的函数根据Shape类的引用所指向的实例来画相应的图像.这个GraphicEditor类相当于使用方.

我们试想一下,如果突然想拓展这个程序的功能让它画三角形那么改动如下:

package com.andy.principle.ocp;

public class Ocp {
    public static void main(String[] args) {
        //使用看看存在的问题
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
        graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    }
}

//这是一个用于绘图的类[使用方]
class GraphicEditor {
    //接收Shape对象,然后根据type,来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shape s) {
        if (s.m_type == 1)
            drawRectangle(s);
        else if (s.m_type == 2)
            drawCircle(s);

        //添加绘制三角形的判断
        else if(s.m_type == 3)
            drawTriangle(s);

    }

    //绘制矩形
    public void drawRectangle(Shape r) {
        System.out.println("矩形");
    }

    //绘制圆形
    public void drawCircle(Shape r) {
        System.out.println("圆形");
    }

    //新增绘制三角形的函数
    public void drawTriangle(Shape r){
        System.out.println("三角形");
    }
}

class Shape {
    int m_type;
}

class Rectangle extends Shape {
    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }
}

class Circle extends Shape {
    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }
}

//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.m_type = 3;
    }
}

对比上面的两个代码,我们可以看到

1. 优点是比较好理解，简单易操作。
2. 缺点是违反了设计模式的ocp原则，即对扩展开放(提供方)，对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.
3. 如果增加画三角形的功能,添加的代码是非常多的.不只如此,还要改使用方的代码,这是不符合开闭原则的.
   所以我们就会有如下的改进方案.

3 改进方案

代码如下:

package com.andy.principle.ocp.improve;

public class Ocp {
    public static void main(String[] args) {
        //使用看看存在的问题
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
        graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    }
}

//这是一个用于绘图的类[使用方]
class GraphicEditor {
    //接收Shape对象,然后根据type,来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shape s) {
        s.draw();
    }
}

abstract class Shape {
    int m_type;
    
    //修改方案,添加一个抽象画图的方法
    public abstract void draw();
}

class Rectangle extends Shape {
    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("矩形");
    }
}

class Circle extends Shape {
    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("圆形");
    }
}

//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.m_type = 3;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("三角形");
    }
}

如果我们要添加一个画其它图形的功能,代码如下:

package com.andy.principle.ocp.improve;

public class Ocp {
    public static void main(String[] args) {
        //使用看看存在的问题
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
        graphicEditor.drawShape(new Triangle());
        graphicEditor.drawShape(new Other());
    }
}

//这是一个用于绘图的类[使用方]
class GraphicEditor {
    //接收Shape对象,然后根据type,来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shape s) {
        s.draw();
    }
}

abstract class Shape {
    int m_type;

    //修改方案,添加一个抽象画图的方法
    public abstract void draw();
}

class Rectangle extends Shape {
    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

class Circle extends Shape {
    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.m_type = 3;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制三角形");
    }
}


class Other extends Shape{
    Other(){
        super.m_type = 4;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制其它图形");
    }
}

**分析 : **
把创建Shape类做成抽象类，并提供一个抽象的draw方法，让子类去实现即可，这样我们有新的图形种类时，只需要让新的图形类继承Shape，并实现draw方法即可，
使用方的代码就不需要修 -> 满足了开闭原则