「设计模式」六大原则之开闭职责小结

「设计模式」六大原则系列链接:
「设计模式」六大原则之一：单一职责小结
「设计模式」六大原则之二：开闭职责小结
「设计模式」六大原则之三：里氏替换原则小结
「设计模式」六大原则之四：接口隔离原则小结
「设计模式」六大原则之五：依赖倒置原则小结
「设计模式」六大原则之六：最小知识原则小结

六大原则体现很多编程的底层逻辑：高内聚、低耦合、面向接口编程、面向抽象编程，最终实现可读、可复用、可维护性。

设计模式的六大原则有：

• Single Responsibility Principle：单一职责原则
• Open Closed Principle：开闭原则
• Liskov Substitution Principle：里氏替换原则
• Law of Demeter：迪米特法则（最少知道原则）
• Interface Segregation Principle：接口隔离原则
• Dependence Inversion Principle：依赖倒置原则

把这六个原则的首字母联合起来（ L 算做一个）就是 SOLID （solid，稳定的），其代表的含义就是这六个原则结合使用的好处：建立稳定、灵活、健壮的设计。

在 23 种经典设计模式中，大部分设计模式都是为了解决代码的扩展性问题而存在的，主要遵从的设计原则就是开闭原则。

本文介绍 SOLID 中的第二个原则：开闭原则。

1.开闭原则定义

开闭原则的英文全称是 Open Closed Principle，简写为 OCP。它的英文描述是：software entities (modules, classes, functions, etc.) should be open for extension , but closed for modification。我们把它翻译成中文就是：软件实体（模块、类、方法等）应该“对扩展开放、对修改关闭”。

添加一个新的功能应该是，在已有代码基础上扩展代码（新增模块、类、方法等），而非修改已有代码（修改模块、类、方法等）。

代码的扩展性是代码质量评判的最重要的标准之一。 23 种经典设计模式，大部分都是为了解决代码的扩展性问题而总结出来的，都是以开闭原则为指导原则的。

开闭原则的核心思想：面向抽象编程。

2. 如何理解“对扩展开放、对修改关闭”？

添加一个新的功能，应该是通过在已有代码基础上扩展代码（新增模块、类、方法、属性等），而非修改已有代码（修改模块、类、方法、属性等）的方式来完成。

关于定义，我们有两点要注意。

第一点是，开闭原则并不是说完全杜绝修改，而是以最小的修改代码的代价来完成新功能的开发。

第二点是，同样的代码改动，在粗代码粒度下，可能被认定为“修改”；在细代码粒度下，可能又被认定为“扩展”。

3. 如何做到“对扩展开放、修改关闭”？

我们要时刻具备扩展意识、抽象意识、封装意识。在写代码的时候，我们要多花点时间思考一下，这段代码未来可能有哪些需求变更，如何设计代码结构，事先留好扩展点，以便在未来需求变更的时候，在不改动代码整体结构、做到最小代码改动的情况下，将新的代码灵活地插入到扩展点上。

在识别出代码可变部分和不可变部分之后，我们要将可变部分封装起来，隔离变化，提供抽象化的不可变接口，给上层系统使用。当具体的实现发生变化的时候，我们只需要基于相同的抽象接口，扩展一个新的实现，替换掉老的实现即可，上游系统的代码几乎不需要修改。

在众多的设计原则、思想、模式中，最常用来提高代码扩展性的方法有：多态、依赖注入、基于接口而非实现编程，以及大部分的设计模式（比如，装饰、策略、模板、职责链、状态等）。

实际上，多态、依赖注入、基于接口而非实现编程，以及前面提到的抽象意识，说的都是同一种设计思路，只是从不同的角度、不同的层面来阐述而已。这也体现了“很多设计原则、思想、模式都是相通的”这一思想。

4. 如何在项目中灵活应用开闭原则？

有一句话说得好，“唯一不变的只有变化本身”。

即便我们对业务、对系统有足够的了解，那也不可能识别出所有的扩展点，即便你能识别出所有的扩展点，为这些地方都预留扩展点，这样做的成本也是不可接受的。我们没必要为一些遥远的、不一定发生的需求去提前买单，做过度设计。

我们需要在可读性和可维护性做一个平衡。

5. 示例：

举例说明如何用继承体现 开闭原则的。

以某个付费课程为例，首先定义一个课程接口：

public interface ICourse {
    Integer getId();
    String getName();
    Double getPrice();
}
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课程有Java、Web、Android、iOS等。这里以 Android 课程为例：

public class AndroidCourse implements ICourse{
    private Integer Id;
    private String name;
    private Double price;
    public AndroidCourse(Integer id, String name, Double price) {
        this.Id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
   public Double getPrice() {
        return this.price;
    }
   // 其他 set和 get 省略
}
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新需求来了，双十一要做活动，Android 课程 要打 7 折促销。

如果直接以之前的类 AndroidCourse ,会引入风险，我们如何在不修改原有代码的前提前下，实现价格优惠这个功能呢？

根据开闭原则的指导思想，我们再写一个处理优惠逻辑的类 AndroidDiscountCourse。

public class AndroidDiscountCourse extends AndroidCourse {
    public JavaDiscountCourse(Integer id, String name, Double price) {
        super(id, name, price);
    }
    public Double getOriginPrice(){
        return super.getPrice();
    }
    public Double getPrice(){
        return super.getPrice() * 0.7;
    }
}
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通过继承父类扩展需要的方法，同时可以保留原有的方法，新增自己的方法。

6. 小结：

对拓展开放是为了应对变化(需求)，对修改关闭是为了保证已有代码的稳定性；最终结果是为了让系统更有弹性！

开闭原则：基于接口或抽象实现“封闭”，基于实现接口或继承实现“开放”（拓展）。

参考：

《设计模式之美》

《重学 Java 设计模式》