面向对象设计原则 -- 开放关闭原则 (OCP)

面向对象分析设计（OOA/OOD）案例分析：

UML 练习：设计一个控制电话拨号的软件。

Use Case：拨打电话

• 我们按下数字按钮，屏幕上显示号码，扬声器发出按键音。

• 我们按下 send 按钮，系统接通无线网络，同时屏幕上显示正在拨号。

1.一级直接抽象：（客观世界:问题领域======>对象）静态分析。

   设计一个控制电话拨号的软件（拨号盘）。

    我们按下数字按钮，屏幕上显示号码，扬声器发出按键音。

    我们按下 send 按钮，系统接通无线网络，同时屏幕上显示正在拨号

设计评估：好？不好？评估依据是什么？

评估方法：单从类图上看不出设计的好坏。把类图放到开发上下文环境中-------不断的需求变更

                （开发期间需求变更，上线之后需求变更），需求变更后，设计是否能有效支撑

--------衡量设计好不好的依据

根据 UML 编码,并评估

public class Button{    //1.具体类：抽象层次比较低。针对具体类编码，降低可扩展性。（比如，需求变更，出现其他字符按钮。）

                                    //------针对接口编程，而非针对具体类编程

      public final static int SEND_BUTTON=-99;

      private    Dialer  dialler;   //2.强依赖 Dialler 具体类,对 Dialler 的耦合程度偏高。(违反高内聚，低耦合设计原则)

                                                //Button 的移植他处时，必须携带 Dialler。dialler 如果再对其他对象产生强依赖。则移植性更弱。

      private    Integer token;

      public Button(Dialler dialler,Integer token){

            this.dialer=dialer;

            this.token=token;

      }

      public void press(){

            swith(token){      //3.需求变更：“*”按钮，“#”按钮，要操作需求时，必须到这里来修改代码。

//修改这里的代码，可能会影响其他代码。

                                        //-------违反 OCP 原则（open-close priciple）

                  case 0: case 1: case 2: case 3: case 4: case 5: case 6: case 7: case 8: case 9:

                            dialler.enterDigit(token);

                            break;

                   case SEND_BUTTON:

                           dialler.dial();

                           break;

                    default:

                            throw new UnspportedOperationException("unkown button pressed:token="+token);

            }

      }

}

public class Dialler{

      public void enterDigit(int digit){

            screen.display(digit);

            speeker.beep(digit);

      }

      public void dial(){

            screen.display("dialing....");

            radio.connect();

      }

}

面向对象设计的目的和原则：

OOD 目的：强内聚，低耦合，从而使系统 

                                  易扩展 ---易于增加新的功能

                    更健壮 ---不容易被粗心的程序元破坏

                    可移植 ---能够在多样的环境下运行

                    更简单 ---容易理解，容易维护

OOD 原则：

• OCP(Open/Closed Principle:开闭原则)

      对扩展开放  （open for extension）

      对修改关闭  （closed for modification）

      简言之：不需要修改软件实体（类，模块，函数等），就能实现功能的扩展           

      扩展模块：传统方式修改源代码。如何不修改源码而能实现功能扩展？=====>关键在于抽象。

针对电话拨号软件改进：

改进目标一：实现 Button 可扩展（*，#等）

改进评估：实现了 Button 的可扩展。但是 Button 子类对象对 Dialler 强耦合，如果 Dialler 做了修改，Button 子类也会被迫做出修改。

产生问题：如果降低对 Dialler 的耦合？

改进目标二：对 Dialler 低耦合。

分析：数字按钮======>dialler 做的事情：screen 显示，speeker 出音。

          Send 按钮======>dialler 做的事情：连接无线网络，screen 显示拨号。

          推论：不同按钮，dialler 做不同的事情====>可将 dialler 要做的事情，视为不同的策略====>使用策略模式对 dialler 进行扩展。

改进方案：策略模式

改进效果：Button 和策略 ButtonStrategy 抽象层面，保持稳定。Button 直接依赖策略，不直接依赖 dialler。通过策略委托给 dialler。

改进效果的评估：（使用需求变更进行评估），假设 Button 需要扩展“* 按钮"，或者"#按钮”，ButtonStrategy 可以保持稳定不变，但是 dialler 需要扩展*，#的 操作，即需要修改 switch case 语句。====>dialler 不具有扩展性。

改进目标三：提高 dialler 的可扩展性。

改进分析：dialler 拨号盘已经实现操作：1.数字按钮操作（screen，speeker），2,连接无线电网络（radio）。为了保持 dialler 的稳定性，即使有需求变更，不再对 dialler 进行修改。数字按钮操作==>数字策略适配器；send 按钮操作===>send 策略适配器；XX 扩展按钮操作===>XX 策略适配器===>适配到目标对象（不一定是 dialler）。

改进效果：dialler 拨号盘只负责数字键和 send 键的操作，由 StrategyAdpter 适配 dialler 的操作；如果有其他需求需要扩展，可使用相应的适配器适配到目标对象的目标操作。

改进效果的评估： 满足 Button 的可扩展，Button 和 ButtonStrategy 策略之间关系稳定，即使有需求变更，Button 和 ButtonStrategy 的代码，也可保持稳定，不需要修改。

到此，遵循 OOD 设计原则（OCP），使用策略+适配模式，达到了设计目标。

抛开现在的设计成果，返回原始需求重新审视：

按下数字按钮（subject）， screen(observer)观察到这个通知后，更新屏显，

                                           speeker(observer)观察到这个通知后，更新语音提示；

按下 send 按钮（subject），screen（observer）观察到这个通知后，更新屏幕显示拨号，

                                           speeker(observer)观察到这个通知后，更新语音提示，

                                           radio(observer)观察到这个通知后，链接无线网络。

改进目标四：使用观察者模式重新设计。