.NET 進階架構師 架構師之路(5)---開閉原則

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2 開閉原則（Open-Closed Principle,OCP）

2.1 什麼是開閉原則
    開閉原則是物件導向設計中“可複用設計”的基石，是物件導向設計中最重要的原則之一，其它很多的設計原則都是實現開閉原則的一種手段。

    1988年，Bertrand Meyer在他的著作《Object Oriented Software Construction》中提出了開閉原則，它的原文是這樣：“Software entities should be open for extension,but closed for modification”。翻譯過來就是：“軟體實體應當對擴充開放，對修改關閉”。這句話說得略微有點專業，我們把它講得更通俗一點，也就是：軟體系統中包含的各種組件，例如模組（Modules）、類（Classes）以及功能（Functions）等等，應該在不修改現有代碼的基礎上，引入新功能。開閉原則中“開”，是指對於組件功能的擴充是開放的，是允許對其進行功能擴充的；開閉原則中“閉”，是指對於原有代碼的修改是封閉的，即不應該修改原有的代碼。

2.2 如何?開閉原則
    實現開閉原則的關鍵就在於“抽象”。把系統的所有可能的行為抽象成一個抽象底層，這個抽象底層規定出所有的具體實現必須提供的方法的特徵。作為系統設計的抽象層，要預見所有可能的擴充，從而使得在任何擴充情況下，系統的抽象底層不需修改；同時，由於可以從抽象底層匯出一個或多個新的具體實現，可以改變系統的行為，因此系統設計對擴充是開放的。

    我們在軟體開發的過程中，一直都是提倡需求導向的。這就要求我們在設計的時候，要非常清楚地瞭解使用者需求，判斷需求中包含的可能的變化，從而明確在什麼情況下使用開閉原則。

    關於系統可變的部分，還有一個更具體的對可變性封裝原則（Principle of Encapsulation of Variation,  EVP），它從軟體工程實現的角度對開閉原則進行了進一步的解釋。EVP要求在做系統設計的時候，對系統所有可能發生變化的部分進行評估和分類，每一個可變的因素都單獨進行封裝。

    我們在實際開發過程的設計開始階段，就要羅列出來系統所有可能的行為，並把這些行為加入到抽象底層，根本就是不可能的，這麼去做也是不經濟的，費時費力。另外，在設計開始階段，對所有的可變因素進行預計和封裝也不太現實，也是很難做得到。所以，開閉原則描繪的願景只是一種理想情況或是極端狀態，現實世界中是很難被完全實現的。我們只能在某些組件，在某種程度上符合開閉原則的要求。

    通過以上的分析，對於開閉原則，我們可以得出這樣的結論：雖然我們不可能做到百分之百的封閉，但是在系統設計的時候，我們還是要盡量做到這一點。

    對於軟體系統的功能擴充，我們可以通過繼承、重載或者委託等手段實現。以介面為例，它對修改就是是封閉的，而對具體的實現是開放的，我們可以根據實際的需要提供不同的實現，所以介面是符合開閉原則的。

 

2.3 開閉原則能夠帶來什麼好處
    如果一個軟體系統符合開閉原則的，那麼從軟體工程的角度來看，它至少具有這樣的好處：

? 可複用性好。

    我們可以在軟體完成以後，仍然可以對軟體進行擴充，加入新的功能，非常靈活。因此，這個軟體系統就可以通過不斷地增加新的組件，來滿足不斷變化的需求。

? 可維護性好。

    由於對於已有的軟體系統的組件，特別是它的抽象底層不去修改，因此，我們不用擔心軟體系統中原有組件的穩定性，這就使變化中的軟體系統有一定的穩定性和延續性。

2.4 開閉原則與其它原則的關係
    開閉原則具有理想主義的色彩，它是物件導向設計的終極目標。因此，針對開閉原則的實現方法，一直都有物件導向設計的大師費盡心機，研究開閉原則的實現方式。後面要提到的裡氏代換原則（LSP）、依賴倒轉原則（DIP）、介面隔離原則（ISP）以及抽象類別（Abstract Class）、介面(Interace)等等，都可以看作是開閉原則的實現方法。

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