開閉原則很簡單,一句話:“Closed for Modification; Open for Extension”——“對變更關閉;對擴展開放”。開閉原則其實沒什么好講的,我將其歸結為一個高層次的設計總則。就這一點來講,OCP的地位應該比SRP優先。
OCP的動機很簡單:軟件是變化的。不論是優質的設計還是低劣的設計都無法回避這一問題。OCP說明了軟件設計應該盡可能地使架構穩定而又容易滿足不同的需求。
為什么要OCP?答案也很簡單——重用。
“重用”,并不是什么軟件工程的專業詞匯,它是工程界所共用的詞匯。早在軟件出現前,工程師們就在實踐“重用”了。比如機械產品,通過零部件的組裝得到最終的能夠使用的工具。由于機械部件的設計和制造過程是極其復雜的,所以互換性是一個重要的特性。一輛車可以用不同的發動機、不同的變速箱、不同的輪胎……很多東西我們直接買來裝上就可以了。這也是一個OCP的例子。(可能是由于我是搞機械出身的吧,所以就舉些機械方面的例子^_^)。
如何在OO中引入OCP原則?把對實體的依賴改為對抽象的依賴就行了。下面的例子說明了這個過程:
05賽季的時候,一輛F1賽車有一臺V10引擎。但是到了06賽季,國際汽聯修改了規則,一輛F1賽車只能安裝一臺V8引擎。車隊很快投入了新賽車的研發,不幸的是,從工程師那里得到消息,舊車身的設計不能夠裝進新研發的引擎。我們不得不為新的引擎重新打造車身,于是一輛新的賽車誕生了。但是,麻煩的事接踵而來,國際汽聯頻頻修改規則,搞得設計師在“賽車”上改了又改,最終變得不成樣子,只能把它廢棄。
為了能夠重用這輛昂貴的賽車,工程師們提出了解決方案:首先,在車身的設計上預留出安裝引擎的位置和管線。然后,根據這些設計好的規范設計引擎(或是引擎的適配器)。于是,新的賽車設計方案就這樣誕生了。
顯然,通過重構,這里應用的是一個典型的Bridge模式。這個實現的關鍵之處在于我們預先給引擎留出了位置!我們不必因為對引擎的規則的頻頻變更而制造相當多的車身,而是盡可能地沿用和改良現有的車身。
說到這里,想說一說OO設計的一個誤區。
學習OO語言的時候,為了能夠說明“繼承”(或者說“is-a”)這個概念,教科書上經常用實際生活中的例子來解釋。比如汽車是車,電車是車,F1賽車是汽車,所以車是汽車、電車、F1賽車的上層抽象。這個例子并沒有錯。問題是,這樣的例子過于“形象”了!如果OO設計直接就可以將現實生活中的概念引用過來,那也就不需要什么軟件工程師了!OO設計的關鍵概念是抽象。如果沒有抽象,那所有的軟件工程師的努力都是徒勞的。因為如果沒有抽象,我們只能去構造世界中每一個對象。上面這個例子中,我們應該看到“引擎”這個抽象的存在,因為車隊的工程師們為它預留了位置,為它制定了設計規范。
上面這個設計也實現了后面要說的DIP(依賴倒置原則)。但是請記住,OCP是OO設計原則中高層次的原則,其余的原則對OCP提供了不同程度的支持。為了實現OCP,我們會自覺或者不自覺地用到其它原則或是諸如Bridge、Decorator等設計模式。然而,對于一個應用系統而言,實現OCP并不是設計目的,我們所希望的只是一個穩定的架構。所以對OCP的追求也應該適可而止,不要陷入過渡設計。正如Martin本人所說:“No significant program can be 100% closed.”“Closure not complete but strategic”
(下一篇就要講LSP了,我覺得這是意義最為重要的OO設計原則,它直指當今主流OO語言的軟肋,點出了OO設計的精髓。)