面向对象设计--开闭原则

定义

  • 一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。
  • 对扩展开放: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。
  • 对修改关闭: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。
  • 用抽象构建框架,用实现扩展细节。

开闭原则是我们面向对象设计的最基础的设计原则,指导我们如何建立一个可复用性强以及可维护性强的系统。

核心思想:面向抽象编程

简单理解

实现开闭原则的核心思想就是面向抽象编程,因为抽象相对来说是稳定的,让类去依赖于固定的抽象,而不是关注具体的实现,所以对于修改来说就是封闭的,我们可以通过继承以及多态的机制就可以实现对抽象体的继承或者实现,我们可以通过重写或者新增方法,当变化发生时,我们可以通过抽象,来隔离以后有可能发生的相同变化。关键的核心就是实现抽象化。

通过具体代码理解

开闭原则的核心思想就是:用抽象来构建框架,用实现来扩展细节。

基本场景

我们先来看一个很简单的场景, 那商场为例,商场有商品,商品有ID,商品名,价格。那么让我们用JAVA来设计,该如何设计呢。

1.我们首先想到的就是设计一个接口或者抽象类,将商品的属性抽象出来。(这里我没把商品价格定义为浮点型或者BigDecimal这个类)

/**
 * @InterfaceName IGood
 * @Description 商品抽象接口
 * @Author Neal
 * @Date 2019/2/26 20:14
 * @Version 1.0
 */
public interface IGood {
    //获取商品名称
    String getGoodName();
    //获取商品ID
    int getGoodId();
    //获取商品价格
    int getGoodPrice();
}

我们可以通过这个商品接口来定义获取这些商品信息的对外方法。

2.现在我们进了一批可乐的商品,那么我们就需要设计一个可乐的商品类。

/**
 * @ClassName ColaGood
 * @Description 可乐商品
 * @Author Neal
 * @Date 2019/2/26 20:18
 * @Version 1.0
 */
public class ColaGood implements IGood{

    //商品名称
    private String goodName;

    //商品ID
    private int goodId;

    //商品价格  
    private int goodPrice;

    public ColaGood(String goodName, int goodId, int goodPrice) {
        this.goodName = goodName;
        this.goodId = goodId;
        this.goodPrice = goodPrice;
    }

    public String getGoodName() {
        return this.goodName;
    }

    public int getGoodId() {
        return this.goodId;
    }

    public int getGoodPrice() {
        return this.goodPrice;
    }
}

3.将可乐商品上架打印。我们这通过一个测试类来实现。

/**
 * @ClassName OpenCloseTest
 * @Description 开闭原则测试类
 * @Author Neal
 * @Date 2019/2/26 20:19
 * @Version 1.0
 */
public class OpenCloseTest {

    public static void main(String[] args) {
        //正常销售的时候
        IGood colaGood = new ColaGood("可口可乐",77,5);
        System.out.println("当前商品ID是:"+ colaGood.getGoodId() +",商品名称是:"+colaGood.getGoodName() +"商品价格是:" + colaGood.getGoodPrice());
    }
}

以上就是一个很简单的一个场景的实现。

特殊场景

现在出现了一个特殊的场景,遇到了节假日,商品需要打折促销,那么正常来说,我们有几种实现。

1.在商品接口中增加打折价格的获取方法。

/**
 * @InterfaceName IGood
 * @Description 商品抽象接口
 * @Author Neal
 * @Date 2019/2/26 20:14
 * @Version 1.0
 */
public interface IGood {
    //获取商品名称
    String getGoodName();
    //获取商品ID
    int getGoodId();
    //获取商品价格
    int getGoodPrice();
    
    //打折促销价格
    int getDiscountGood();
}

我们都知道,一般情况下 接口定义之后,不会轻易改变,如果我们有上千种商品,可乐,薯片,啤酒等等。那么我们更改接口后,就会去依次修改 可乐,薯片,啤酒这些类。

2.我们直接在可乐的商品类中进行商品价格打折。

/**
 * @ClassName ColaGood
 * @Description 可乐商品
 * @Author Neal
 * @Date 2019/2/26 20:18
 * @Version 1.0
 */
public class ColaGood implements IGood{

    //.....省略上部分代码.....

    //修改打折价格
    public int getGoodPrice() {
        return (int)(this.goodPrice * 0.6);
    }
}

其实这样修改跟之前接口修改是一个道理,我们还是需要修改上千个类。 并且我们如果想要获取原价的话,就无从下手了。

以上两个思路虽然都能解决问题,但是这只是一种业务变更,如果在业务中整合可以和优惠券或者满减活动同享呢? 那么我们就又要去修改接口或者实现类。实在是不可取的操作。这就违背了开闭原则。那么有没有一种降低耦合的方法呢。

3.我们可以通过扩展来实现一个可乐商品的子类来实现。

/**
 * @ClassName ColaDiscountGood
 * @Description 打折商品类
 * @Author Neal
 * @Date 2019/2/26 20:23
 * @Version 1.0
 */
public class ColaDiscountGood extends ColaGood{

    public ColaDiscountGood(String goodName, int goodId, int goodPrice) {
        super(goodName, goodId, goodPrice);
    }


    /**
     * 获取原价
     * @return
     */
    public int getOriginPrice() {
        return super.getGoodPrice();
    }

     /**
     * 重写价格 打6折
     * @return
     */
    @Override
    public int getGoodPrice() {
        return (int) (super.getGoodPrice() * 0.6);
    }
}

我们可以看到 这个既实现了我们的需求,又不需要对原有的基类进行修改。

我们可以通过测试类来看一下打折后的结果。

/**
 * @ClassName OpenCloseTest
 * @Description 开闭原则测试类
 * @Author Neal
 * @Date 2019/2/26 20:19
 * @Version 1.0
 */
public class OpenCloseTest {

    public static void main(String[] args) {
        //正常销售的时候
        IGood colaGood = new ColaGood("可口可乐",77,5);
        System.out.println("当前商品ID是:"+ colaGood.getGoodId() +",商品名称是:"+colaGood.getGoodName() +"商品价格是:" + colaGood.getGoodPrice());
        //节假日促销的时候 打6折
        System.out.println("-------由于是节假日,可乐商品进行促销------");
        IGood good = new ColaDiscountGood("可口可乐",77,5);
        ColaDiscountGood discountGood = (ColaDiscountGood) good;
        System.out.println("当前商品ID是:"+ discountGood.getGoodId() +",商品名称是:"+ discountGood.getGoodName() +",商品原价格是:" + discountGood.getOriginPrice() + ",商品打折后的价格是:" + discountGood.getGoodPrice());
    }
}

在这里我们只是给出了一个非常简单的场景,我们可以想象一下,假设我们接口中有十多个方法,并且在实现类中每个方法的实现都非常的复杂,如果按照之前修改底层接口或者基类的方法来新增业务场景,那么势必会引起不必要的BUG,而我们通过继承基类并且扩展方法来对业务场景的变更进行扩展,保持原业务场景不变,这样就符合了我们的开闭原则: 对扩展开放,对修改关闭。

总结

虽然这是一个小例子,但是希望大家以小见大,感受设计思路。

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