贯穿设计模式--开闭原则

🌵概述

该原则主要说明的是扩展开放，对修改关闭，即尽量通过扩展软件实体类等来解决需求变化，而不是通过修改已有的代码来完成变化；
实现开闭原则的核心思想就是面向抽象编程，强调的是用抽象构建框架，用实现扩展细节，可以提高软件系统的可复用性及可维护性；
简单理解就是说将功能模块以接口的方式来调用，对功能进行抽象化，并且外部能够实现该功能(接口)。
在一个软件产品在生命周期内，都会发生变化、升级和维护等一系列原因，可能需要对软件原有代码进行修改，也会有可能会使我们不得不对整个功能进行重构，并且需要原有代码经过重新测试。既然变化是一个既定的事实，我们就应该在设计的时候尽量适应这些变化，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代码来实现变化，以此提高项目的稳定性和灵活性；
而举一个生活例子，在现在的互联网公司中，都比较流行一个弹性化工作制，规定每天工作8小时。这个每天工作8小时这个规定是关闭的，但是什么时候来、什么时候走是开放的，早来早走，晚来晚走。因为晚上加班都是时常发生的事情，你有可能凌晨1点才上班，如果第二天要求你9点就得来上班，我相信你估计是起不来的，甚至到公司都会打瞌睡的状态。

🌾特点

开闭原则是编程中最基础最重要的设计原则，如果遵循开闭原则将有以下优点：

提高系统的复用性。代码粒度越小，被复用的可能性就越大。开闭原则的设计保证系统是实现了复用的系统。
提高系统的可维护性。一个产品上线后，维护人员的工作不仅仅是对数据进行维护，还可能对程序进行扩展。开闭原则对已有软件模块的要求不能再修改，去扩展一个新类，这就使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性，便于系统的维护。
提高系统的灵活性。我们要知道，需求是无时无刻在变化的，在软件系统面临新的需求时，系统的设计必须是稳定的。开闭原则可以通过扩展已有的软件系统，提供新的行为，能快速应对变化，以满足对软件新的需求，使变化中的软件系统有一定的适应性和灵活性。

🌿问题引出

遥想当初上学时期，甚至在高中的时候，每天的时间都会被大量的习题集，试卷，课后作业占据，除了刷题，就是刷题了，似乎只要刷多了，你就会了。哈哈这里就不细讲当初刷题的苦逼日子了。接下来就以这些习题集等例子来讲解开闭原则吧。

整个习题集的类图如图所示：

1. 习题接口：IExercise：

<span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><code class="language-java"><span style="color:#0000ff">package</span> com.ygt.principle.ocp;

<span style="color:#008000">/**
 * 习题接口，主要有价格和姓名
 */</span>
<span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">interface</span> <span style="color:#a31515">IExercise</span> {

    Double <span style="color:#a31515">getPrice</span>();

    String <span style="color:#a31515">getName</span>();
}
</code></span></span>

2. 高中习题类实现了习题接口：HighExercise：

<span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><code class="language-java"><span style="color:#0000ff">package</span> com.ygt.principle.ocp;

<span style="color:#008000">/**
 * 高中习题类
 */</span>
<span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">class</span> <span style="color:#a31515">HighExercise</span> <span style="color:#0000ff">implements</span> <span style="color:#a31515">IExercise</span> {
    <span style="color:#008000">// 习题价格</span>
    <span style="color:#0000ff">private</span> Double price;

    <span style="color:#008000">// 习题名字</span>
    <span style="color:#0000ff">private</span> String name;

    <span style="color:#008000">// 构造方法</span>
    <span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#a31515">HighExercise</span>(Double price, String name) {
        <span style="color:#0000ff">this</span>.price = price;
        <span style="color:#0000ff">this</span>.name = name;
    }

    <span style="color:#0000ff">public</span> Double <span style="color:#a31515">getPrice</span>() {
        <span style="color:#0000ff">return</span> <span style="color:#0000ff">this</span>.price;
    }

    <span style="color:#0000ff">public</span> String <span style="color:#a31515">getName</span>() {
        <span style="color:#0000ff">return</span> <span style="color:#0000ff">this</span>.name;
    }
}
</code></span></span>

3. 习题集店贩卖习题：ExerciseStore：

<span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><code class="language-java"><span style="color:#0000ff">package</span> com.ygt.principle.ocp;

<span style="color:#0000ff">import</span> java.util.ArrayList;
<span style="color:#0000ff">import</span> java.util.List;

<span style="color:#008000">/**
 * 习题店 专门卖习题集的
 */</span>
<span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">class</span> <span style="color:#a31515">ExerciseStore</span> {


    <span style="color:#008000">// 习题店中包含各种习题集</span>
    <span style="color:#0000ff">private</span> List<IExercise> exerciseList = <span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">ArrayList</span><>();

    <span style="color:#008000">// 初始化习题集</span>
    <span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#a31515">ExerciseStore</span>() {
        exerciseList.add(<span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">HighExercise</span>(<span style="color:#880000">63d</span>, <span style="color:#a31515">"五年高考三年模拟数学"</span>));
        exerciseList.add(<span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">HighExercise</span>(<span style="color:#880000">53d</span>, <span style="color:#a31515">"五年高考三年模拟语文"</span>));
        exerciseList.add(<span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">HighExercise</span>(<span style="color:#880000">43d</span>, <span style="color:#a31515">"五年高考三年模拟英语"</span>));
    }

    <span style="color:#008000">// 展示习题集方法</span>
    <span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">void</span> <span style="color:#a31515">showExercise</span>() {
        System.out.println(<span style="color:#a31515">"~~~~~~~~~~~~~~本店拥有的高中习题集~~~~~~~~~~~~~~~"</span>);
        System.out.println(<span style="color:#a31515">"习题名\t\t\t\t\t价格\t\t"</span>);
        exerciseList.forEach(e-> System.out.println(e.getName() + <span style="color:#a31515">"\t\t￥"</span> + e.getPrice() + <span style="color:#a31515">"元\t\t"</span>));
    }

    <span style="color:#008000">// 测试调用习题集</span>
    <span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">static</span> <span style="color:#0000ff">void</span> <span style="color:#a31515">main</span>(String[] args) {
        <span style="color:#a31515">ExerciseStore</span> <span style="color:#008000">store</span> <span style="color:#ab5656">=</span> <span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">ExerciseStore</span>();
        store.showExercise();
    }
}
</code></span></span>

4. 演示结果：

<span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><code class="language-java">~~~~~~~~~~~~~~本店拥有的高中习题集~~~~~~~~~~~~~~~
习题名					价格		
五年高考三年模拟数学		￥<span style="color:#880000">63.0</span>元		
五年高考三年模拟语文		￥<span style="color:#880000">53.0</span>元		
五年高考三年模拟英语		￥<span style="color:#880000">43.0</span>元		
</code></span></span>

按照上面的写法，我们可以轻松写出习题店售卖习题集的过程，但是习题店每逢寒暑假的时候，为了让广大学子都能做上习题，习题店决定按照8.5折的强大优惠力度促进销售习题，而这时候就需要对现有的售卖习题的过程进行修改。如果按照原先的思路的话，就会直接在HighExercise类上，直接将价格修改。

<span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><code class="language-java"><span style="color:#0000ff">package</span> com.ygt.principle.ocp;

<span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">class</span> <span style="color:#a31515">HighExercise</span> <span style="color:#0000ff">implements</span> <span style="color:#a31515">IExercise</span> {
  
    <span style="color:#008000">// ....省略其他代码</span>
   
    <span style="color:#0000ff">public</span> Double <span style="color:#a31515">getPrice</span>() {
        <span style="color:#0000ff">return</span> <span style="color:#0000ff">this</span>.price * <span style="color:#880000">0.85</span>;
    }
}
</code></span></span>

下面就一起来探讨下解决方法吧。

☘️解决方案

如果直接修改原先的习题类的话，就会导致不是遵循了开闭原则了，违反了对修改关闭的原则，所以此时不能直接修改HighExercise类或者是IExercise接口了。而是通过扩展一个类来完成该修改价格的需求。

增加一个子类DiscountHighExercise继承HighExercise类来完成：

注意上面修改的HighExercise类中的getPrice()方法应该恢复原先。

<span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><code class="language-java"><span style="color:#0000ff">package</span> com.ygt.principle.ocp;

<span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">class</span> <span style="color:#a31515">DiscountHighExercise</span> <span style="color:#0000ff">extends</span> <span style="color:#a31515">HighExercise</span>{

    <span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#a31515">DiscountHighExercise</span>(Double price, String name) {
        <span style="color:#0000ff">super</span>(price, name);
    }

    <span style="color:#008000">// 重写获取价格方法</span>
    <span style="color:#2b91af">@Override</span>
    <span style="color:#0000ff">public</span> Double <span style="color:#a31515">getPrice</span>() {
        <span style="color:#008000">// 增加价格为原来的85折。</span>
        <span style="color:#0000ff">return</span> <span style="color:#0000ff">super</span>.getPrice() * <span style="color:#880000">0.85</span>;
    }
}
</code></span></span>

再稍微修改下ExerciseStore类即可：

<span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><code class="language-java"><span style="color:#0000ff">package</span> com.ygt.principle.ocp;

<span style="color:#0000ff">import</span> java.util.ArrayList;
<span style="color:#0000ff">import</span> java.util.List;

<span style="color:#008000">/**
 * 习题店 专门卖习题集的
 */</span>
<span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">class</span> <span style="color:#a31515">ExerciseStore</span> {


    <span style="color:#008000">// 习题店中包含各种习题集</span>
    <span style="color:#0000ff">private</span> List<IExercise> exerciseList = <span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">ArrayList</span><>();

    <span style="color:#008000">// 初始化习题集</span>
    <span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#a31515">ExerciseStore</span>() {
        <span style="color:#008000">// 修改地方，将创建类改成DiscountHighExercise</span>
        exerciseList.add(<span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">DiscountHighExercise</span>(<span style="color:#880000">63d</span>, <span style="color:#a31515">"五年高考三年模拟数学"</span>));
        exerciseList.add(<span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">DiscountHighExercise</span>(<span style="color:#880000">53d</span>, <span style="color:#a31515">"五年高考三年模拟语文"</span>));
        exerciseList.add(<span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">DiscountHighExercise</span>(<span style="color:#880000">43d</span>, <span style="color:#a31515">"五年高考三年模拟英语"</span>));
    }

    <span style="color:#008000">// 展示习题集方法</span>
    <span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">void</span> <span style="color:#a31515">showExercise</span>() {
        System.out.println(<span style="color:#a31515">"~~~~~~~~~~~~~~本店拥有的高中习题集~~~~~~~~~~~~~~~"</span>);
        System.out.println(<span style="color:#a31515">"习题名\t\t\t\t\t价格\t\t"</span>);
        exerciseList.forEach(e-> System.out.println(e.getName() + <span style="color:#a31515">"\t\t￥"</span> + e.getPrice() + <span style="color:#a31515">"元\t\t"</span>));
    }

    <span style="color:#008000">// 测试调用习题集</span>
    <span style="color:#0000ff">public</span> <span style="color:#0000ff">static</span> <span style="color:#0000ff">void</span> <span style="color:#a31515">main</span>(String[] args) {
        <span style="color:#a31515">ExerciseStore</span> <span style="color:#008000">store</span> <span style="color:#ab5656">=</span> <span style="color:#0000ff">new</span> <span style="color:#a31515">ExerciseStore</span>();
        store.showExercise();
    }
}
</code></span></span>

再看下执行结果：

<span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><code class="language-java">~~~~~~~~~~~~~~本店拥有的高中习题集~~~~~~~~~~~~~~~
习题名					价格		
五年高考三年模拟数学		￥<span style="color:#880000">53.55</span>元		
五年高考三年模拟语文		￥<span style="color:#880000">45.05</span>元		
五年高考三年模拟英语		￥<span style="color:#880000">36.55</span>元	
</code></span></span>