设计一个扩展自抽象类geometricobject的新的triangle类 |
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设计一个扩展自抽象类geometricobject的新的triangle类
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(1) 定义
一个软件实体(类、模块、函数等)，对于扩展是开放的，对于更改是封闭的。 对于扩展是开放的：这意味着模块的行为是可以扩展的。当应用的需求发生改变时，我们可以对模块进行扩展，比如增加新的类或接口，使其具有满足那些改变的新行为。 对于更改是关闭的：对模块进行扩展时，不必改动模块的源代码，即模块中原有的类或接口不应该改变。 ——《敏捷软件开发：原则、模式与实践》 如果程序中的一处改动，会产生连锁反应，导致其他一系列模块的改动，那么设计就具有僵化性的臭味。此时，我们就应该根据OCP原则对程序重构，如果正确地应用OCP，这样以后再进行同样的改动时，就只需要增加新的代码，而不必改动已经正常运行的代码。 注意：编程中遵循的其他设计原则(单一职责原则、里氏替换原则、依赖倒置原则、接口隔离原则等)，以及使用设计模式(23种设计模式)的目的就是遵循开闭原则，使程序对扩展开放，对修改关闭，避免程序中某一处的改动对已经正在运行的部分产生影响，提高程序的可扩展性和可维护性。 (2) 怎样在不改动程序源代码的情况下去更改它的行为呢？(如何让程序符合OCP原则呢？)用抽象构建框架，用实现扩展细节。 (3) 开闭原则案例用一个经典的画图形的程序，来简单描述何为OCP原则。 违反OCP的情况： /** * 图形枚举类 */public enum ShapeType { /** * 圆形 */ Circle, /** * 正方形 */ Square}/** * 图形 */public class Shape { ShapeType itsType;}/** * 圆形 */public class Circle extends Shape{ public Circle(){ super.itsType = ShapeType.Circle; } public void draw(){ System.out.println("绘制圆形"); }}/** * 正方形 */public class Square extends Shape{ public Square(){ super.itsType = ShapeType.Square; } public void draw(){ System.out.println("绘制正方形"); }}/** * 图形编辑器 */public class GraphicEditor { public void drawShape(Shape shape){ if (shape.itsType == ShapeType.Circle){ drawCircle(new Circle()); }else if(shape.itsType == ShapeType.Square){ drawSquare(new Square()); } } public void drawCircle(Circle circle){ circle.draw(); } public void drawSquare(Square square){ square.draw(); }}/** * 客户端 */public class Client { public static void main(String[] args) { GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor(); // 绘制圆形 graphicEditor.drawShape(new Circle()); // 绘制正方形 graphicEditor.drawShape(new Square()); }}程序运行结果： 绘制圆形 绘制正方形 UML类图如下： 
图1
GraphicEditor不符合OCP原则，原因有两点： 1、它对于新的形状的添加不是封闭的，如果我们希望图形编辑器可以画三角形，就必须更改GraphicEditor这个类，在其drawShape函数中加一个if分支用于画三角形。 2、当我们增加一种图形形状时，必须要在ShapeType枚举中添加一个成员，由于所有图形形状都依赖于ShapeType枚举，所以我们必须重新编译所有的图形形状类，并且也必须要重新编译所有依赖于Shape类的模块。 由此可见，增加一种新的形状类型带来的影响是巨大的，对程序的改动是巨大的。 当增加一个三角形形状，代码如下所示。我们需要在ShapeType枚举中增加一种图形形状类型，同时增加一个三角形类，最重要的是我们需要修改GraphicEditor类的drawShape函数，给其增加一个if分支表示三角形，我们改动了原有的类，这违反了开闭原则。 /** * 图形枚举类 */public enum ShapeType { /** * 圆形 */ Circle, /** * 正方形 */ Square, /** * 三角形 */ Triangle}/** * 三角形 */public class Triangle extends Shape{ public Triangle(){ super.itsType = ShapeType.Triangle; } public void draw(){ System.out.println("绘制三角形"); }}/** * 图形编辑器 */public class GraphicEditor { public void drawShape(Shape shape){ if (shape.itsType == ShapeType.Circle){ drawCircle(new Circle()); }else if(shape.itsType == ShapeType.Square){ drawSquare(new Square()); }else if(shape.itsType == ShapeType.Triangle){ drawTriangle(new Triangle()); } } public void drawCircle(Circle circle){ circle.draw(); } public void drawSquare(Square square){ square.draw(); } public void drawTriangle(Triangle triangle){ triangle.draw(); }}/** * 客户端 */public class Client { public static void main(String[] args) { GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor(); // 绘制圆形 graphicEditor.drawShape(new Circle()); // 绘制正方形 graphicEditor.drawShape(new Square()); // 绘制三角形 graphicEditor.drawShape(new Triangle()); }}程序运行结果： 绘制圆形 绘制正方形 绘制三角形 遵循OCP的情况：把Shape类做成一个抽象类，并提供一个抽象的draw方法，让派生类去实现draw方法，GraphicEditor的drawShape方法使用Shape抽象类作为入参，调用Shape的draw方法。根据多态(面向对象三个基本特征之一)的向上转换(向上转换思想这个概念，来自《java编程思想》)思想 ，GraphicEditor的drawShape方法会根据传进来的不同的Shape抽象类的派生类，调用不同派生类的draw方法。 如果我们希望增加一个图形形状，只需增加一个Shape的派生类，让其实现draw方法即可，无需对GraphicEditor类做改动。 上述就是应用到23种设计模式中的策略模式，目的是使程序满足OCP原则，达到对扩展开放，对修改关闭的目的。 /** * 图形形状抽象类 */public abstract class Shape { public abstract void draw();// 抽象方法}/** * 图形形状：圆形 */public class Circle extends Shape { @Override public void draw() { System.out.println("绘制圆形"); }}/** * 图形形状：正方形 */public class Square extends Shape { @Override public void draw() { System.out.println("绘制正方形"); }}/** * 图形编辑器 */public class GraphicEditor { /** * 向上转换：传入进来的Circle、Square等等是Shape的派生类，会向上 * 转换成Shape。 * @param shape */ public void drawShape(Shape shape){ shape.draw(); }}/** * 客户端 */public class Client { public static void main(String[] args) { GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor(); graphicEditor.drawShape(new Circle());// 绘制圆形 graphicEditor.drawShape(new Square());// 绘制正方形 }}程序运行结果： 绘制圆形 绘制正方形 当我们增加一个三角形形状，代码如下所示。我们只需要增加一个Triangle类，让其继承Shape抽象类，并实现抽象draw方法，然后在Client增加一行代码即可，GraphicEditor类并不需要改动，此时我们就做到了对扩展开放(增加一个Triangle类)，对修改关闭(原有的GraphicEditor类并不需要改动)。 /** * 图形形状：三角形 */public class Triangle extends Shape{ @Override public void draw() { System.out.println("绘制三角形"); }}/** * 客户端 */public class Client { public static void main(String[] args) { GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor(); graphicEditor.drawShape(new Circle());// 绘制圆形 graphicEditor.drawShape(new Square());// 绘制正方形 graphicEditor.drawShape(new Triangle());// 绘制三角形 }}程序运行结果： 绘制圆形 绘制正方形 绘制三角形 UML类图如下： 
图2
(4) 总结
面向对象的其他几个设计原则以及设计模式，都是为了使程序符合OCP原则，遵循OCP原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处，也就是灵活性、可扩展性、可重用性以及可维护性。 然而，并不是说只要使用一种面向对象语言就必须要遵循OCP原则。对于应用程序中的每个部分都肆意地进行抽象并不是一个好的注意，这只是为了OCP而OCP。正确的做法是，开发人员应该仅仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分做抽象，对于那些基本不会变化或者变化很小的部分，保持原状即可。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。 |
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