Java设计模式七大原则-开放-关闭原则

简介: Java设计模式七大原则-开放-关闭原则

开放-关闭原则

1、开闭原则介绍


在Java中的开放-关闭原则(Open-Closed Principle, OCP)是一个重要原则。

该原则的核心思想是:一个类对于扩展是开放的,但对于修改是关闭的。

简单来说,就是在增加新功能时,不需要修改原有代码,而是通过扩展来实现。

通过在不修改源代码的基础上,新增新功能,达到开放-关闭原则。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。

在Java中实现OCP经常使用抽象类或接口,通过定义一个通用的接口或抽象类来描述一类对象的共性行为,然后在具体的业务实现中,通过继承或实现这个接口或抽象类,来扩展对象的功能。然后,在实现具体的业务逻辑时,通过继承或实现这个基础类型,实现新的功能扩展。这样,当需要增加新的功能时,只需要添加新的代码,而不需要修改已有的代码,从而保证了原有代码的稳定性和可靠性。

2、案例说明


例如,在一个计算器程序中,可以定义一个Calculator接口或抽象类,用于定义各种计算器的通用行为,例如输入数字、进行加减乘除运算等。接着,在实现具体的计算器时,可以通过继承Calculator接口或抽象类,来实现不同的计算器类型,例如普通计算器、科学计算器等等。这样,在增加新的计算器类型时,只需要定义新的子类,而不需要修改已有的代码,从而遵循了开放-关闭原则。

违反OCP规则

// 基础类
public class Shape {
    private String type;
    public Shape(String type) {
        this.type = type;
    }
    public void draw() {
        if (type.equals("Rectangle")) {
            System.out.println("三角形");
        } else if (type.equals("Circle")) {
            System.out.println("矩形");
        }
    }
}
// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Shape rectangle = new Shape("Rectangle");
        Shape circle = new Shape("Circle");
        rectangle.draw();
        circle.draw();
    }
}



在这个示例中,我们只有一个基础类Shape,它有一个构造函数,可以根据传入的参数绘制不同的形状。客户端代码直接创建了基础类的实例,并调用draw方法来绘制形状。


这样的设计违反了开放-关闭原则,因为如果我们需要添加新的形状,就需要修改Shape类的代码,而不是扩展它。例如,如果我们想要添加一个Triangle形状,我们需要修改Shape类的构造函数和draw方法来支持它,而不是创建一个新的三角形类并扩展Shape类。



遵循OCP规则

// 抽象基础类
public abstract class Shape {
    public abstract void draw();
}
// 具体的Rectangle类
public class Rectangle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("这是一个三角形");
    }
}
// 具体的Circle类
public class Circle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("这是一个矩形");
    }
}
// 绘图工具类
public class DrawingTool {
    public static void drawShapes(List<Shape> shapes) {
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.draw();
        }
    }
}
// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        List<Shape> shapes = new ArrayList<>();
        shapes.add(new Rectangle());
        shapes.add(new Circle());
        DrawingTool.drawShapes(shapes);
    }
}


在上面的代码示例中,Shape是一个抽象基础类,它定义了所有形状的共同行为——绘制。Rectangle和Circle是具体形状的子类,它们继承自Shape并实现了draw方法。DrawingTool是一个绘图工具类,它接受一个包含多种形状的列表,并且能够对每一种形状进行绘制操作。最后,在客户端代码中,我们通过创建一个包含多种形状的列表,并将其传递给DrawingTool,来实现对多种形状进行绘制的功能。


如果还有新的需求,只要通过新增一个继承Shape来扩展新的图形。

3、总结


开放-封闭原则是面向对象设计的核心所在。

遵循这个原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处,也就是可维护、可扩展、可复用、灵活性好。

开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分做出抽象,然而,对于应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象同样不是一个好主意。

拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。

提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性,降低代码的复杂性和耦合度。

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