面向对象设计：开闭法则与适应性原则

开-闭法则，也称为封闭原则或开放封闭原则，是软件设计中的一个重要概念，它提倡软件设计应该遵循一个基本原则：软件实体（如类、模块或函数）应该对扩展开放，即允许对其进行扩展以添加新的行为或功能，但对修改保持关闭，即尽可能减少现有代码的修改以应对新的需求。这一原则对于提高软件的适应性、稳定性和可维护性至关重要。 在面向对象编程中，开-闭法则的应用体现在抽象类和接口的设计上。抽象类定义了一系列的公共方法和属性，它们提供了基本的行为规范，体现了“对修改关闭”的原则。具体子类（继承自抽象类）可以根据需要覆盖或扩展这些方法，以实现特定功能，这满足了“对扩展开放”的要求。例如，`Shape`抽象类定义了一个基础的`toString()`方法，`Circle`和`Square`类分别继承并实现了各自特有的`toString()`方法，显示了多态特性。 遵循开-闭法则的好处在于： 1. **适应性和灵活性**：当新需求出现时，可以通过创建新的子类来增加功能，避免直接修改核心代码，保持原有代码的稳定。 2. **稳定性与延续性**：关键的抽象层被设计成不可变，减少了因需求变化带来的修改，确保系统的长期稳定。 3. **可复用性和可维护性**：模块化的结构使得代码易于复用，同时减少了因为频繁修改而引入的错误风险。 在设计过程中，开发者需要预见到可能出现变化的部分，将其提炼为独立的抽象概念，以便于后续的扩展。这样做的目的是提高设计的灵活性，防止“一次性设计”，避免“设计锁定”。 案例分析中，违背开-闭法则的`Shape`类设计示例展示了如何避免这一原则。原始的`Shape`类没有预留空间供扩展，每个具体的形状类如`Circle`和`Square`都直接重写了`toString()`方法。若后续需要添加更多形状，如`Triangle`，则需要在`Shape`类中添加相应的方法，违反了“对扩展开放”的原则。正确的做法是，将形状类型的信息（如几何图形名称）抽象出来，由具体形状类负责实现，以符合开-闭法则的要求。