程序設(shè)計(jì)技術(shù)之開閉原則（OCP）

周立功教授數(shù)年之心血之作《程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》以及《面向AMetal框架與接口的編程（上）》，書本內(nèi)容公開后，在電子行業(yè)掀起一片學(xué)習(xí)熱潮。經(jīng)周立功教授授權(quán)，本公眾號(hào)特對(duì)《程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》一書內(nèi)容進(jìn)行連載，愿共勉之。

第二章為程序設(shè)計(jì)技術(shù)，本文為2.4.3 開閉原則（OCP）。

>>> 2.4.3 開閉原則（OCP）

開閉原則（Open-Closed Princple，OCP）就是敏捷軟件開發(fā)的基本原則之一，一個(gè)模塊應(yīng)該“對(duì)擴(kuò)展開放，而對(duì)修改關(guān)閉?！北热?，一個(gè)USB端口可以擴(kuò)展，但不需要做任何修改就可以接受一個(gè)新的設(shè)備，因此，對(duì)于USB應(yīng)用設(shè)備來說，一臺(tái)有USB端口的計(jì)算機(jī)是擴(kuò)展開放而對(duì)修改關(guān)閉的。當(dāng)設(shè)計(jì)遵循OCP原則時(shí)，它可以通過增加新的代碼來進(jìn)行擴(kuò)展，而不是修改已有的代碼。比如，即使某個(gè)模塊的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)改變了，但對(duì)外的接口也不能變，其目的是隔離變化。OCP通常要求我們對(duì)軟件進(jìn)行抽象，因?yàn)橹挥芯哂泄残缘某橄蟮慕涌?，才?huì)有具體的實(shí)現(xiàn)的可能性。接口放在哪里呢？應(yīng)該放在用戶端，而不是實(shí)現(xiàn)的一方。

假設(shè)只允許將0~9之內(nèi)的value值push到棧中，即min=0，max=9。根據(jù)OCP原則，需要編寫一個(gè)調(diào)用push()功能的函數(shù)pushWithRangeCheck()。將其共性——范圍值的合法性判斷包含在函數(shù)體內(nèi)，而可變的value值、min和max通過形參應(yīng)對(duì)。其函數(shù)原型為：

如果value值非法，則返回false；如果value值合法，則調(diào)用push()。此時(shí)，如果棧不滿，則返回true，否則返回false，詳見程序清單 2.36。

程序清單 2.36 范圍值校驗(yàn)器范例程序（1）

由此可見，如果正確地應(yīng)用OCP，那么以后再進(jìn)行同樣的改動(dòng)時(shí)，則只需要添加新的代碼，而不必改動(dòng)已經(jīng)正常運(yùn)行的代碼。如果僅需1-2種校驗(yàn)器，則上述方法非常簡(jiǎn)單明了。當(dāng)需要組合多種校驗(yàn)器一起使用時(shí)，則上述方法傳遞的參數(shù)太多，而且每次push時(shí)，都要傳遞允許的范圍參數(shù)。如果將min和max分離出來成為一個(gè)Range類型結(jié)構(gòu)體，即可避免以上問題：

根據(jù)OCP開閉原則，需要再編寫一個(gè)擴(kuò)展push功能的pushWithRangeCheck()，范圍值校驗(yàn)器范例程序詳見程序清單 2.37。

程序清單 2.37范圍值校驗(yàn)器范例程序（2）

如果再添加一個(gè)奇偶校驗(yàn)器，則需要判斷push到棧中的數(shù)據(jù)是否為偶數(shù)，創(chuàng)建與之相應(yīng)的OddEven類型結(jié)構(gòu)體如下：

根據(jù)OCP開閉原則，還需要再編寫一個(gè)擴(kuò)展push功能的pushWithOddEvenCheck()。即：

為了避免用戶直接操作成員，則需要定義相應(yīng)的校驗(yàn)接口函數(shù)。即：

由于范圍值校驗(yàn)函數(shù)和偶數(shù)校驗(yàn)函數(shù)都有一個(gè)指向當(dāng)前對(duì)象的指針，因此可以將特殊的Range *pRange和OddEven *pOddEven泛化為void *pData。即：

無論是范圍值校驗(yàn)還是偶數(shù)校驗(yàn)，其共性是對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行校驗(yàn)，因此可以共用一個(gè)函數(shù)指針。其函數(shù)原型如下：

為了便于閱讀，如程序清單 2.38所示展示了通用校驗(yàn)器的接口。

程序清單 2.38 通用校驗(yàn)器的接口（validator.h）

盡管無法預(yù)知將要支持什么校驗(yàn)器，但調(diào)用者知道，因此可以將范圍值校驗(yàn)器和奇偶校驗(yàn)器功能分離出來成為單獨(dú)的函數(shù)，編寫一個(gè)通用的pushWithValidate()函數(shù)，通過函數(shù)指針調(diào)用相應(yīng)的校驗(yàn)函數(shù)，且不用在意具體校驗(yàn)器內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)，使用validator.h接口的通用校驗(yàn)器范例程序詳見程序清單 2.39。

程序清單 2.39通用校驗(yàn)器范例程序