面向对象——开闭原则（Open-Closed Principle, OCP）

宋发元2025-03-29 19:30

开闭原则（Open-Closed Principle, OCP） 是面向对象设计中的重要原则之一，它的核心思想是：

对扩展开放（Open for extension）：软件实体（类、模块、函数等）应该可以扩展，以满足新的需求。
对修改关闭（Closed for modification）：在扩展功能时，不应该修改已有的代码，而是通过新增代码来实现变化。

通俗理解

想象你经营了一家餐厅，菜单已经固定，但你想增加新菜品。

如果你直接修改菜单（修改已有代码），可能会影响老顾客的习惯，甚至导致错误。
更好的做法是：新增一个菜品（扩展代码），而不是修改现有菜单。

如何遵循开闭原则

使用抽象（接口或抽象类）：让具体实现继承或实现抽象，而不是修改原有代码。
使用多态：基于抽象定义行为，不直接依赖具体实现。
组合优于继承：通过组合不同对象来扩展功能，而不是修改现有代码。

违反开闭原则的例子

假设我们有一个形状类 Shape，它支持计算面积：

java 复制代码

class Shape {
    String type;
}
class AreaCalculator {
    public double calculateArea(Shape shape) {
        if (shape.type.equals("circle")) {
            return Math.PI * 5 * 5; // 假设半径是5
        } else if (shape.type.equals("rectangle")) {
            return 10 * 5; // 假设长10宽5
        }
        return 0;
    }
}

问题：

如果要添加新的形状（比如三角形），我们必须修改 calculateArea() 方法，违反了开闭原则。

符合开闭原则的实现

我们可以使用抽象类来避免修改已有代码：

java 复制代码

abstract class Shape {
    abstract double getArea();
}

class Circle extends Shape {
    double radius;
    Circle(double radius) { this.radius = radius; }
    double getArea() { return Math.PI * radius * radius; }
}

class Rectangle extends Shape {
    double width, height;
    Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
    double getArea() { return width * height; }
}

class AreaCalculator {
    public double calculateArea(Shape shape) {
        return shape.getArea(); // 直接调用多态方法
    }
}

好处：

不修改 AreaCalculator 的代码，而是扩展 Shape，符合开闭原则。
如果新增 Triangle，只需创建新类，而不影响 AreaCalculator。

总结

开闭原则的核心是：扩展功能时，不要修改已有代码，而是新增代码。

它使代码更稳定、更易维护，符合面向对象编程的设计理念。