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C#面向?qū)ο缶幊讨虚_(kāi)閉原則的示例詳解

 更新時(shí)間:2022年07月26日 11:38:56   作者:技術(shù)譯民  
在面向?qū)ο缶幊讨?,SOLID?是五個(gè)設(shè)計(jì)原則的首字母縮寫(xiě),旨在使軟件設(shè)計(jì)更易于理解、靈活和可維護(hù)。本文將通過(guò)實(shí)例詳細(xì)講講C#面向?qū)ο缶幊讨虚_(kāi)閉原則,需要的可以參考一下

在面向?qū)ο缶幊讨校?strong>SOLID 是五個(gè)設(shè)計(jì)原則的首字母縮寫(xiě),旨在使軟件設(shè)計(jì)更易于理解、靈活和可維護(hù)。這些原則是由美國(guó)軟件工程師和講師羅伯特·C·馬丁(Robert Cecil Martin)提出的許多原則的子集,在他2000年的論文《設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)模式》中首次提出。

SOLID 原則包含:

本文我們來(lái)介紹開(kāi)閉原則。

開(kāi)閉原則

在面向?qū)ο缶幊填I(lǐng)域中,開(kāi)閉原則 (open-closed principle, OCP) 規(guī)定軟件中的對(duì)象(類,模塊,函數(shù)等等)應(yīng)該對(duì)于擴(kuò)展是開(kāi)放的,而對(duì)于修改是封閉的”,這意味著一個(gè)實(shí)體是允許在不改變它的源代碼的前提下變更它的行為。該特性在產(chǎn)品化的環(huán)境中是特別有價(jià)值的,在這種環(huán)境中,改變?cè)创a需要代碼審查,單元測(cè)試以及諸如此類的用以確保產(chǎn)品使用品質(zhì)的過(guò)程。遵循開(kāi)閉原則的代碼在擴(kuò)展時(shí)并不發(fā)生改變,因此無(wú)需這些過(guò)程。

具體到類,也就是說(shuō),在不修改類本身代碼的情況下,應(yīng)該是可以擴(kuò)展它的行為的。

C# 示例

讓我們回顧一下上一篇文章單一功能原則中提到的 AreaCalculator 類,

class AreaCalculator
{
    private List<object> _shapes;

    public AreaCalculator(List<object> shapes)
    {
        _shapes = shapes;
    }

    /// <summary>
    /// 計(jì)算所有形狀的面積總和
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public double Sum()
    {
        List<double> areas = new List<double>();

        foreach (var item in _shapes)
        {
            if (item is Square s)
            {
                areas.Add(Math.Pow(s.SideLength, 2));
            }
            else if (item is Circle c)
            {
                areas.Add(Math.PI * Math.Pow(c.Radius, 2));
            }
        }

        return areas.Sum();
    }
}

對(duì)于上面的計(jì)算方法,考慮這樣一種場(chǎng)景,用戶想要計(jì)算一些其它形狀的面積總和,比如三角形、矩形、五邊形等等…… 您將不得不反復(fù)編輯此類以添加更多的 if/else 塊,這就違反了開(kāi)閉原則。

改進(jìn)

一個(gè)更好的做法是,將計(jì)算每個(gè)形狀的面積的邏輯從 AreaCalculator 類中移除,并將其添加到對(duì)應(yīng)每個(gè)形狀的類中。我們可以定義一個(gè)帶有 CalcArea 方法的接口 IShape,然后讓每個(gè)形狀都實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。

接口 IShape:

interface IShape
{
    /// <summary>
    /// 計(jì)算面積
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    double CalcArea();
}

修改后的 Square 和 Circle 類:

/// <summary>
/// 正方形
/// </summary>
class Square : IShape
{
    public Square(double length)
    {
        SideLength = length;
    }
    public double SideLength { get; init; }

    public double CalcArea()
    {
        return Math.Pow(SideLength, 2);
    }
}

/// <summary>
/// 圓形
/// </summary>
class Circle : IShape
{
    public Circle(double radius)
    {
        Radius = radius;
    }

    public double Radius { get; init; }

    public double CalcArea()
    {
        return Math.PI * Math.Pow(Radius, 2);
    }
}

AreaCalculator 類也要對(duì)應(yīng)做一些修改:

class AreaCalculator
{
    private List<IShape> _shapes;

    public AreaCalculator(List<IShape> shapes)
    {
        _shapes = shapes;
    }

    /// <summary>
    /// 計(jì)算面積總和
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public double Sum()
    {
        List<double> areas = new List<double>();

        foreach (var item in _shapes)
        {
            areas.Add(item.CalcArea());
        }

        return areas.Sum();
    }
}

此時(shí),如果我們有一個(gè)新的形狀需要進(jìn)行計(jì)算,我們可以直接添加一個(gè)實(shí)現(xiàn)了接口 IShape 的新類,而無(wú)需修改 AreaCalculator 類的代碼,比如添加一個(gè)長(zhǎng)方形類:

/// <summary>
/// 長(zhǎng)方形
/// </summary>
class Rectangle : IShape
{
    public Rectangle(double width, double height)
    {
        Width = width;
        Height = height;
    }

    public double Width { get; init; }
    public double Height { get; init; }

    public double CalcArea()
    {
        return Width * Height;
    }
}

處理輸出格式的 SumCalculatorOutputter 類同樣無(wú)需修改:

class SumCalculatorOutputter
{
    protected AreaCalculator _calculator;

    public SumCalculatorOutputter(AreaCalculator calculator)
    {
        _calculator = calculator;
    }

    public string String()
    {
        return $"Sum of the areas of provided shapes: {_calculator.Sum()}";
    }

    public string JSON()
    {
        var data = new { Sum = _calculator.Sum() };
        return System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(data);
    }
}

然后,我們修改 Main 方法中的代碼來(lái)測(cè)試一下:

static void Main(string[] args)
{
    var shapes = new List<IShape> {
            new Circle(2),
            new Square(5),
            new Rectangle(2,3)
    };

    var areaCalculator = new AreaCalculator(shapes);
    var outputer = new SumCalculatorOutputter(areaCalculator);
    Console.WriteLine(outputer.JSON());
    Console.WriteLine(outputer.String());
}

運(yùn)行一下,輸出結(jié)果為:

{"Sum":43.56637061435917}
Sum of the areas of provided shapes: 43.56637061435917

現(xiàn)在,這些類的設(shè)計(jì),既遵循了單一功能原則,又遵循了開(kāi)閉原則。

總結(jié)

本文我介紹了 SOLID 原則中的開(kāi)閉原則 (open-closed principle),并通過(guò) C# 代碼示例簡(jiǎn)明地詮釋了它的含意和實(shí)現(xiàn),希望對(duì)您有所幫助。

參考文檔:

https://www.digitalocean.com/community/conceptual_articles/s-o-l-i-d-the-first-five-principles-of-object-oriented-design

到此這篇關(guān)于C#面向?qū)ο缶幊讨虚_(kāi)閉原則的示例詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C#開(kāi)閉原則內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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