開閉原則（Open/Closed Principle，簡稱 OCP）是面向對象設計中的一個重要原則，屬于“SOLID”原則之一。它的核心思想是：“軟件實體（如類、模塊、函數等）應該對擴展開放，對修改關閉。”這意味著，當需要添加新功能時，我們可以通過擴展現有的代碼來實現，而不是修改已有的代碼。這有助于提高代碼的可維護性和靈活性。
在C++中，開閉原則可以通過抽象基類和繼承機制來實現。通過定義一個抽象基類，并讓具體的實現類繼承自這個基類，我們可以輕松地添加新的功能，而不需要修改現有的代碼。
示例：圖形繪制系統
假設我們有一個圖形繪制系統，目前支持繪制圓形和矩形。根據開閉原則，當我們需要添加新的圖形類型（比如三角形）時，應該能夠通過擴展現有的類來實現，而不是修改已有的類。
1. 定義抽象基類
首先，定義一個抽象基類 Shape，它包含一個純虛函數 draw()：
class Shape {
public:virtual void draw() const = 0;virtual ~Shape() = default;
};
2. 創建具體實現類
接下來，創建圓形和矩形的具體實現類，繼承自 Shape 并實現 draw() 方法：
class Circle : public Shape {
public:void draw() const override {// 繪制圓形的代碼std::cout << "Drawing a circle." << std::endl;}
};class Rectangle : public Shape {
public:void draw() const override {// 繪制矩形的代碼std::cout << "Drawing a rectangle." << std::endl;}
};
3. 創建管理類
為了管理這些圖形，創建一個 ShapeManager 類，它能夠添加和繪制所有圖形：
#include <vector>
#include <memory>class ShapeManager {
private:std::vector<std::unique_ptr<Shape>> shapes;public:void addShape(std::unique_ptr<Shape> shape) {shapes.push_back(std::move(shape));}void drawAllShapes() const {for (const auto& shape : shapes) {shape->draw();}}
};
4. 使用示例
在 main 函數中，我們可以創建 ShapeManager 實例，并添加圓形和矩形：
int main() {ShapeManager manager;// 添加圓形manager.addShape(std::make_unique<Circle>());// 添加矩形manager.addShape(std::make_unique<Rectangle>());// 繪制所有圖形manager.drawAllShapes();return 0;
}
5. 添加新的圖形類型
根據開閉原則，當需要添加新的圖形類型（比如三角形）時，只需要創建一個新的類，并繼承自 Shape，然后通過 ShapeManager 添加即可：
class Triangle : public Shape {
public:void draw() const override {// 繪制三角形的代碼std::cout << "Drawing a triangle." << std::endl;}
};// 在 main 函數中添加三角形
manager.addShape(std::make_unique<Triangle>());
優點
- 可擴展性：當需要添加新的功能時，只需創建新的類，而不需要修改現有的代碼。
- 靈活性：通過繼承和多態，可以輕松地擴展系統，增加新的功能。
- 可維護性：由于不需要頻繁修改現有代碼，系統的維護成本降低。
缺點
- 復雜性：需要設計抽象基類和具體實現類，增加了系統的復雜性。
- 初期投入：在設計階段需要更多的思考和規劃，以確保系統的可擴展性。
總結
開閉原則通過抽象和繼承機制，使得系統對擴展開放，對修改關閉。在C++中，通過合理設計抽象基類和具體實現類，并使用智能指針和容器來管理對象，可以很好地實現這一原則。這不僅提高了代碼的可維護性和靈活性，還為未來的擴展提供了良好的基礎。
-Git篇)
