開閉原則 | Open/Closed Principle

本系列文章同步分享於IT邦幫忙第12屆鐵人賽

• 定義

Software entities like classes, modules and functions should be open for extension but closed for modifications.

翻譯年糕：軟體實體像是類別、模組和函式，應該只對延展開放，但對修改關閉。

簡單來說，就是當系統需要被擴充時，應該藉由新增新的程式碼來擴充新功能，而非修改原本的程式碼來擴充新功能。

先來看個例子，我們以前到百貨公司買東西，可以刷信用卡付錢，也可以刷金融卡付錢（兩者的差別在於金融卡帳戶有錢才能刷）。對於銀行而言他們會判斷你用的是哪種卡，而去做扣款的動作。

public class Payment {
    private String msg;
    public void pay(){
        System.out.println(msg);
    }
    public void setPaymentType(String type){
        if ("creditCard".equals(type)) {
            msg = "選擇信用卡付錢！！";
        } else if ("debitCard".equals(type)) {
            msg = "選擇金融卡付錢！！";
        }
    }
}

如上述程式，銀行判斷是刷哪種卡，在用該類的進行付款。但隨著科技越來越進步，現在不只這兩種付費方式。電子支付、悠遊卡…等等都是現在可以選擇的付費方式。如果銀行要跟著時代進步，勢必也要增加付款的功能才行。

public class Payment {
    private String msg;
    public void pay(){
        System.out.println(msg);
    }
    public void setPaymentType(String type){
        String msg;
        if ("creditCard".equals(type)) {
            msg = "選擇信用卡付錢！！";
        } else if ("debitCard".equals(type)) {
            msg = "選擇金融卡付錢！！";
        } else if ("easyCard".equals(type)) {
            msg = "選擇悠遊卡付錢！！";
        } else if ("electronicPayment".equals(type)) {
            msg = "選擇電子支付！！";
        } else {
            msg = ("不支援付款選項");
        }
        this.msg = msg;
    }
}

public class Bank {
    public static void main(String args[]) {
     Payment p = new Payment();
     p.setPaymentType("creditCard");
     p.pay();
    }
}

output

選擇信用卡付錢！！

程式經過修改後，增加了悠遊卡以及電子支付的方法進Payment內了！但這顯然不是一個好方法。如果再擴充的時候，把原本的方法改錯了，這樣會造成系統的問題。所以我們需要一個讓系統方便擴充，但同時又不能影響到原本的程式方法。

• 業務邏輯？附加邏輯？

剛剛有提到，我們不能在既有的程式碼內做擴充，因為存在著風險。那我們要如何去擴充程式？首先我們要先分清楚業務邏輯以及附加邏輯。

業務邏輯為程式的核心邏輯，基本上系統可能有80%以上是圍繞著它，如同上述程式碼中的pay()。不管你選擇怎樣付款，會後都會進行pay()的動作進行付款。而剩下20%就是附加邏輯。附加邏輯會隨著新需求而增加，如同setPaymentType()內選擇付款方式從兩種變四種。

• 應用 Open/Closed Principle

現在我們知道了不能在既有的程式碼做修改，也知道了業務邏輯與附加邏輯間的差異，那我們就可以開始對剛剛的付款範例進行OCP的修改！

abstract class Payment {
    private String msg;
    public void pay(){
        this.msg = setPaymentType();
        System.out.println(msg);
    }
    public abstract String setPaymentType();
}

class CreditCard extends Payment {
    @Override
    public String setPaymentType() {
        return "選擇信用卡付錢！！";
    };
}

// 其他三種略...

public class Bank {
    public static void main(String args[]) {
     CreditCard cc = new CreditCard();
     cc.pay();
    }
}

現在我們將原本的Paymant業務邏輯獨立出來一個abstract class，並把setPaymentType定義為抽象方法讓繼承的類別去實作他。接著把每個付款項目各自建立一個class繼承Payment，並且Override setPaymentType()。這樣若未來銀行想要增加虛擬貨幣付款，就不需要更動Payment的內容（符合修改封閉），直接建立一個新的class並繼承Payment即可（符合擴充開放）。

• 小結

OCP的優點

1. 降低耦合
2. 增加擴展性
3. 易於維護

OCP目標

擴充新功能應藉由新增新的程式碼，而非修改原本的程式碼

• 範例程式碼

範例1：未使用OCP

範例2：使用OCP

• References

• 物件導向設計原則：開放封閉原則，定義、解析與實踐
• [物件導向]開放封閉原則(Open/closed principle)
• [ 設計原則 ] - 開放封閉原則（OCP，Open-Closed Principle）

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