6.2 開閉原則的廬山真面目

開閉原則的定義已經(jīng)非常明確地告訴我們：軟件實(shí)體應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉，其含義是說(shuō)一個(gè)軟件實(shí)體應(yīng)該通過擴(kuò)展來(lái)實(shí)現(xiàn)變化，而不是通過修改已有的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)變化。那什么又是軟件實(shí)體呢？軟實(shí)體包括以下幾個(gè)部分：

?項(xiàng)目或軟件產(chǎn)品中按照一定的邏輯規(guī)則劃分的模塊。

?抽象和類。

?方法。

一個(gè)軟件產(chǎn)品只要在生命期內(nèi)，都會(huì)發(fā)生變化，既然變化是一個(gè)既定的事實(shí)，我們就應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)盡量適應(yīng)這些變化，以提高項(xiàng)目的穩(wěn)定性和靈活性，真正實(shí)現(xiàn)“擁抱變化”。開閉原則告訴我們應(yīng)盡量通過擴(kuò)展軟件實(shí)體的行為來(lái)實(shí)現(xiàn)變化，而不是通過修改已有的代碼來(lái)完成變化，它是為軟件實(shí)體的未來(lái)事件而制定的對(duì)現(xiàn)行開發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)行約束的一個(gè)原則。我們舉例說(shuō)明什么是開閉原則，以書店銷售書籍為例，其類圖如圖6-1所示。

IBook定義了數(shù)據(jù)的三個(gè)屬性：名稱、價(jià)格和作者。小說(shuō)類NovelBook是一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類，是所有小說(shuō)書籍的總稱，BookStore指的是書店，IBook接口如代碼清單6-1所示。

代碼清單6-1 書籍接口

public interface IBook {
     //書籍有名稱
     public String getName();
     //書籍有售價(jià)
     public int getPrice();
     //書籍有作者
     public String getAuthor();
}

目前書店只出售小說(shuō)類書籍，小說(shuō)類如代碼清單6-2所示。

代碼清單6-2 小說(shuō)類

public class NovelBook implements IBook {
     //書籍名稱
     private String name;
     //書籍的價(jià)格
     private int price;
     //書籍的作者
     private String author;
     //通過構(gòu)造函數(shù)傳遞書籍?dāng)?shù)據(jù)
     public NovelBook(String _name,int _price,String _author){
             this.name=_name;
             this.price=_price;
             this.author=_author;
     }
     //獲得作者是誰(shuí)
     public String getAuthor() {
             return this.author;
     }
     //書籍叫什么名字
     public String getName() {
             return this.name;
     }
     //獲得書籍的價(jià)格
     public int getPrice() {
             return this.price;
     }
}

書店售書的過程如代碼清單6-3所示。

代碼清單6-3 書店售書類

public class BookStore {
     private final static ArrayList<IBook> bookList=new ArrayList<IBook>();
     //static靜態(tài)模塊初始化數(shù)據(jù)，實(shí)際項(xiàng)目中一般是由持久層完成
     static{
             bookList.add(new NovelBook("天龍八部",3200,"金庸"));
             bookList.add(new NovelBook("巴黎圣母院",5600,"雨果"));
             bookList.add(new NovelBook("悲慘世界",3500,"雨果"));
             bookList.add(new NovelBook("金瓶梅",4300,"蘭陵笑笑生"));
     }
     //模擬書店買書
     public static void main(String[] args) {
             NumberFormat formatter=NumberFormat.getCurrencyInstance();
             formatter.setMaximumFractionDigits(2);
             System.out.println("-----------書店賣出去的書籍記錄如下：-----------");
             for(IBook book:bookList){
                     System.out.println("書籍名稱："+book.getName()+"\t書籍作者：" +
                     book.getAuthor()+ "\t書籍價(jià)格："+formatter.format
                     (book.getPrice()/100.0)+"元");
             }
     }
}

在BookStore中聲明了一個(gè)靜態(tài)模塊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的初始化，這部分應(yīng)該是從持久層產(chǎn)生的，由持久層框架進(jìn)行管理，運(yùn)行結(jié)果如下：

------------書店賣出去的書籍記錄如下：---------------------
書籍名稱：天龍八部   書籍作者：金庸       書籍價(jià)格：￥32.00元
書籍名稱：巴黎圣母院 書籍作者：雨果       書籍價(jià)格：￥56.00元
書籍名稱：悲慘世界   書籍作者：雨果       書籍價(jià)格：￥35.00元
書籍名稱：金瓶梅     書籍作者：蘭陵笑笑生 書籍價(jià)格：￥43.00元

項(xiàng)目投產(chǎn)了，書籍正常銷售出去，書店也盈利了。從2008年開始，全球經(jīng)濟(jì)開始下滑，對(duì)零售業(yè)影響比較大，書店為了生存開始打折銷售：所有40元以上的書籍9折銷售，其他的8折銷售。對(duì)已經(jīng)投產(chǎn)的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這就是一個(gè)變化，我們應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)這樣一個(gè)需求變化？有如下三種方法可以解決這個(gè)問題：

?修改接口

在IBook上新增加一個(gè)方法getOffPrice()，專門用于進(jìn)行打折處理，所有的實(shí)現(xiàn)類實(shí)現(xiàn)該方法。但是這樣修改的后果就是，實(shí)現(xiàn)類NovelBook要修改，BookStore中的main方法也修改，同時(shí)IBook作為接口應(yīng)該是穩(wěn)定且可靠的，不應(yīng)該經(jīng)常發(fā)生變化，否則接口作為契約的作用就失去了效能。因此，該方案否定。

?修改實(shí)現(xiàn)類

修改NovelBook類中的方法，直接在getPrice()中實(shí)現(xiàn)打折處理，好辦法，我相信大家在項(xiàng)目中經(jīng)常使用的就是這樣的辦法，通過class文件替換的方式可以完成部分業(yè)務(wù)變化（或是缺陷修復(fù)）。該方法在項(xiàng)目有明確的章程（團(tuán)隊(duì)內(nèi)約束）或優(yōu)良的架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，是一個(gè)非常優(yōu)秀的方法，但是該方法還是有缺陷的。例如采購(gòu)書籍人員也是要看價(jià)格的，由于該方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了打折處理價(jià)格，因此采購(gòu)人員看到的也是打折后的價(jià)格，會(huì)因信息不對(duì)稱而出現(xiàn)決策失誤的情況。因此，該方案也不是一個(gè)最優(yōu)的方案。

?通過擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)變化

增加一個(gè)子類OffNovelBook，覆寫getPrice方法，高層次的模塊（也就是static靜態(tài)模塊區(qū)）通過OffNovelBook類產(chǎn)生新的對(duì)象，完成業(yè)務(wù)變化對(duì)系統(tǒng)的最小化開發(fā)。好辦法，修改也少，風(fēng)險(xiǎn)也小，修改后的類圖如圖6-2所示。

OffNovelBook類繼承了NovelBook，并覆寫了getPrice方法，不修改原有的代碼。新增加的子類OffNovelBook如代碼清單6-4所示。

代碼清單6-4 打折銷售的小說(shuō)類

public class OffNovelBook extends NovelBook {
     public OffNovelBook(String _name,int _price,String _author){
             super(_name,_price,_author);
     }
     //覆寫銷售價(jià)格
     @Override
     public int getPrice(){
             //原價(jià)
             int selfPrice=super.getPrice();
             int offPrice=0;
             if(selfPrice>4000){ //原價(jià)大于40元，則打9折
                     offPrice=selfPrice * 90 /100;
             }else{
                     offPrice=selfPrice * 80 /100;
             }
             return offPrice;
     }
}

很簡(jiǎn)單，僅僅覆寫了getPrice方法，通過擴(kuò)展完成了新增加的業(yè)務(wù)。書店類BookStore需要依賴子類，代碼稍作修改，如代碼清單6-5所示。

代碼清單6-5 書店打折銷售類

public class BookStore {
     private final static ArrayList<IBook> bookList=new ArrayList<IBook>();
     //static靜態(tài)模塊初始化數(shù)據(jù)，實(shí)際項(xiàng)目中一般是由持久層完成
     static{
             bookList.add(new OffNovelBook("天龍八部",3200,"金庸"));
             bookList.add(new OffNovelBook("巴黎圣母院",5600,"雨果"));
             bookList.add(new OffNovelBook("悲慘世界",3500,"雨果"));
             bookList.add(new OffNovelBook("金瓶梅",4300,"蘭陵笑笑生"));
     }
     //模擬書店買書
     public static void main(String[] args) {
             NumberFormat formatter=NumberFormat.getCurrencyInstance();
             formatter.setMaximumFractionDigits(2);
             System.out.println("-----------書店賣出去的書籍記錄如下：-----------");
             for(IBook book:bookList){
                      System.out.println("書籍名稱："+book.getName()+"\t書籍作者：
                      "+book.getAuthor()+ "\t書籍價(jià)格："+formatter.format
                      (book.getPrice()/100.0)+"元");
             }
     }
}

我們只修改了粗體部分，其他的部分沒有任何改動(dòng)，運(yùn)行結(jié)果如下所示。

------------書店買出去的書籍記錄如下：---------------------
書籍名稱：天龍八部     書籍作者：金庸       書籍價(jià)格：￥25.60元
書籍名稱：巴黎圣母院   書籍作者：雨果       書籍價(jià)格：￥50.40元
書籍名稱：悲慘世界     書籍作者：雨果       書籍價(jià)格：￥28.00元
書籍名稱：金瓶梅       書籍作者：蘭陵笑笑生 書籍價(jià)格：￥38.70元

OK，打折銷售開發(fā)完成了。看到這里，各位可能有想法了：增加了一個(gè)OffNoveBook類后，你的業(yè)務(wù)邏輯還是修改了，你修改了static靜態(tài)模塊區(qū)域。這部分確實(shí)修改了，該部分屬于高層次的模塊，是由持久層產(chǎn)生的，在業(yè)務(wù)規(guī)則改變的情況下高層模塊必須有部分改變以適應(yīng)新業(yè)務(wù)，改變要盡量地少，防止變化風(fēng)險(xiǎn)的擴(kuò)散。

我們可以把變化歸納為以下三種類型：

?邏輯變化

只變化一個(gè)邏輯，而不涉及其他模塊，比如原有的一個(gè)算法是a*b+c，現(xiàn)在需要修改為a*b*c，可以通過修改原有類中的方法的方式來(lái)完成，前提條件是所有依賴或關(guān)聯(lián)類都按照相同的邏輯處理。

?子模塊變化

一個(gè)模塊變化，會(huì)對(duì)其他的模塊產(chǎn)生影響，特別是一個(gè)低層次的模塊變化必然引起高層模塊的變化，因此在通過擴(kuò)展完成變化時(shí)，高層次的模塊修改是必然的，剛剛的書籍打折處理就是類似的處理模塊，該部分的變化甚至?xí)鸾缑娴淖兓?/p>

?可見視圖變化

可見視圖是提供給客戶使用的界面，如JSP程序、Swing界面等，該部分的變化一般會(huì)引起連鎖反應(yīng)（特別是在國(guó)內(nèi)做項(xiàng)目，做歐美的外包項(xiàng)目一般不會(huì)影響太大）。如果僅僅是界面上按鈕、文字的重新排布倒是簡(jiǎn)單，最司空見慣的是業(yè)務(wù)耦合變化，什么意思呢？一個(gè)展示數(shù)據(jù)的列表，按照原有的需求是6列，突然有一天要增加1列，而且這一列要跨N張表，處理M個(gè)邏輯才能展現(xiàn)出來(lái)，這樣的變化是比較恐怖的，但還是可以通過擴(kuò)展來(lái)完成變化，這就要看我們?cè)械脑O(shè)計(jì)是否靈活。

我們?cè)賮?lái)回顧一下書店銷售書籍的程序，首先是我們有一個(gè)還算靈活的設(shè)計(jì)（不靈活是什么樣子？BookStore中所有使用到IBook的地方全部修改為實(shí)現(xiàn)類，然后再擴(kuò)展一個(gè)ComputerBook書籍，你就知道什么是不靈活了）；然后有一個(gè)需求變化，我們通過擴(kuò)展一個(gè)子類擁抱了變化；最后把子類投入運(yùn)行環(huán)境中，新邏輯正式投產(chǎn)。通過分析，我們發(fā)現(xiàn)并沒有修改原有的模塊代碼，IBook接口沒有改變，NovelBook類沒有改變，這屬于已有的業(yè)務(wù)代碼，我們保持了歷史的純潔性。放棄修改歷史的想法吧，一個(gè)項(xiàng)目的基本路徑應(yīng)該是這樣的：項(xiàng)目開發(fā)、重構(gòu)、測(cè)試、投產(chǎn)、運(yùn)維，其中的重構(gòu)可以對(duì)原有的設(shè)計(jì)和代碼進(jìn)行修改，運(yùn)維盡量減少對(duì)原有代碼的修改，保持歷史代碼的純潔性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。