程序設(shè)計技術(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)，本公眾號特對《程序設(shè)計與數(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模塊應(yīng)該“對擴展開放，而對修改關(guān)閉?！北热?，一個USB端口可以擴展，但不需要做任何修改就可以接受一個新的設(shè)備，因此，對于USB應(yīng)用設(shè)備來說，一臺有USB端口的計算機是擴展開放而對修改關(guān)閉的。當(dāng)設(shè)計遵循OCP原則時，它可以通過增加新的代碼來進(jìn)行擴展，而不是修改已有的代碼。比如，即使某個模塊的內(nèi)部實現(xiàn)改變了，但對外的接口也不能變，其目的是隔離變化。OCP通常要求我們對軟件進(jìn)行抽象，因為只有具有共性的抽象的接口，才會有具體的實現(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。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，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)行同樣的改動時，則只需要添加新的代碼，而不必改動已經(jīng)正常運行的代碼。如果僅需1-2種校驗器，則上述方法非常簡單明了。當(dāng)需要組合多種校驗器一起使用時，則上述方法傳遞的參數(shù)太多，而且每次push時，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，需要再編寫一個擴展push功能的pushWithRangeCheck()，范圍值校驗器范例程序詳見程序清單 2.37。

程序清單 2.37范圍值校驗器范例程序（2）

如果再添加一個奇偶校驗器，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，還需要再編寫一個擴展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)的校驗接口函數(shù)。即：

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

無論是范圍值校驗還是偶數(shù)校驗，其共性是對輸入?yún)?shù)進(jìn)行校驗，因此可以共用一個函數(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器的接口。

程序清單 2.38 通用校驗器的接口（validator.h）

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

程序清單 2.39通用校驗器范例程序