本文是极客时间里王争专栏《设计模式之美》的学习笔记，你可以通过链接阅读原文获取更加详尽的描述，也可以通过该链接进行订阅和购买获取优惠。
开闭原则
在 23 种经典设计模式中，大部分设计模式都是为了解决代码的扩展性问题而存在的，主要遵从的设计原则就是开闭原则。
如何理解“对扩展开放、修改关闭”？
开闭原则（Open Closed Principle）,简写为OCP。其定义：
software entities (modules, classes, functions, etc.) should be open for extension , but closed for modification。
软件实体（模块、类、方法等）应该“对扩展开放、对修改关闭”。
添加一个新的功能应该是，在已有代码基础上扩展代码（新增模块、类、方法等），而非修改已有代码（修改模块、类、方法等）。
为了便于理解该原则，这里举一个例子。下面是一个Web容器中的一段代码，意在根据操作类型判断处理是否导航到新的内容。
class HybridWebController: UIViewController {
lazy var wkWebView: WKWebView = createWkWebView()
var url = "https://taobao.com"
override func viewDidLoad() {
super.viewDidLoad()
setupWkWebView()
wkWebView.load(URLRequest(url: URL(string: url)!))
}
func setupWkWebView() {
view.addSubview(wkWebView)
wkWebView.snp.makeConstraints { make in
make.edges.equalToSuperview()
}
wkWebView.navigationDelegate = self
}
func createWkWebView() -> WKWebView {
let configuration = WKWebViewConfiguration()
configuration.allowsInlineMediaPlayback = true
configuration.dataDetectorTypes = []
let wkWebView = WKWebView(frame: CGRect.zero, configuration: configuration)
return wkWebView
}
}
extension HybridWebController: WKNavigationDelegate {
func webView(_ webView: WKWebView, decidePolicyFor navigationAction: WKNavigationAction, decisionHandler: @escaping (WKNavigationActionPolicy) -> Void) {
// 处理特殊scheme的事件
let hasHandledNavigation = handleNavigation(navigationAction)
if hasHandledNavigation {
decisionHandler(.cancel)
return
}
decisionHandler(.allow)
}
}
假如我们现在有一种新的业务场景，比如需要对接快电，我们需要判断navigationAction中的url是否包含快电的域名，然后做出对应的处理。主要的改动有：
- 增加判断是否包含快电的域名，并做出处理快电业务的逻辑
- 根据判断结果，进行对应的回调处理
修改的代码如下：
extension HybridWebController: WKNavigationDelegate {
func webView(_ webView: WKWebView, decidePolicyFor navigationAction: WKNavigationAction, decisionHandler: @escaping (WKNavigationActionPolicy) -> Void) {
// 处理特殊scheme的事件
let hasHandledNavigation = handleNavigation(navigationAction)
if hasHandledNavigation {
decisionHandler(.cancel)
return
}
// 改动点1：针对处理快电的逻辑进行回调
// 处理第三方对接
if handleFleetingPower(navigationAction) {
decisionHandler(.cancel)
return
}
// ...
decisionHandler(.allow)
}
// 改动点2：处理快电的业务逻辑
func handleFleetingPower(_ navigationAction: WKNavigationAction) -> Bool {
if let url = navigationAction.request.url?.absoluteString,
url.contains("fleetingpower.com") {
// 处理快电业务
return true
}
return false
}
}
上面的代码改动是基于“修改”的方式来实现新功能的。如果我们遵循开闭原则，也就是“对扩展开放、对修改关闭”。那如何通过“扩展”的方式，来实现同样的功能呢？
我们先重构一下之前的 代码，让它的扩展性更好一些。重构的内容主要包含两部分：
- 引入
HybridWebNavigationPolicy协议，用于抽象在上述代理方法中进行处理的各种判断策略 - 引入
WebNavigationPolicyManager管理类，用户处理各种策略的优先级以及策略集合的组装
具体代码实现如下所示：
protocol HybridWebNavigationPolicy {
func decidePolicy(for navigationAction: WKNavigationAction, webController: HybridWebController?) -> Bool
}
/// 处理特殊scheme的事件
struct CommonNavigationPolicy: HybridWebNavigationPolicy {
func decidePolicy(for navigationAction: WKNavigationAction, webController: HybridWebController?) -> Bool {
let url = navigationAction.request.url as NSURL?
let scheme = url?.scheme
if let url = url, let scheme = scheme {
if scheme == "tel" {
let resourceSpecifier = url.resourceSpecifier
DispatchQueue.main.async {
// 拨打电话
}
return false
}
if scheme == "itms-apps" {
// 跳转到AppStore
return false
}
}
return true
}
}
class WebNavigationPolicyManager {
static func navigationPolicics() -> [HybridWebNavigationPolicy] {
let common = CommonNavigationPolicy()
return [common]
}
}
class HybridWebController: UIViewController {
/// 依赖注入的方式
var policies = WebNavigationPolicyManager.navigationPolicics()
}
extension HybridWebController: WKNavigationDelegate {
func webView(_ webView: WKWebView, decidePolicyFor navigationAction: WKNavigationAction, decisionHandler: @escaping (WKNavigationActionPolicy) -> Void) {
for policy in policies {
if !policy.decidePolicy(for: navigationAction, webController: owner) {
decisionHandler(.cancel)
return
}
}
decisionHandler(.allow)
}
}
现在，我们再来看下，基于重构之后的代码，如果再添加上面讲到的那个新功能，对接快电的业务，我们又该如何改动代码呢？主要的改动有下面四处。
- 改动点1，新增
FleetingPowerNavigationPolicy，遵循HybridWebNavigationPolicy协议，用于处理快电业务 - 改动点2，在
WebNavigationPolicyManager中static func navigationPolicics() -> [HybridWebNavigationPolicy]函数返回数组中增加FleetingPowerNavigationPolicy的实例
具体代码实现如下：
protocol HybridWebNavigationPolicy {
// 代码未改动
}
/// 处理特殊scheme的事件
struct CommonNavigationPolicy: HybridWebNavigationPolicy {
// 代码未改动
}
/// 改动点1：处理快电业务
struct FleetingPowerNavigationPolicy: HybridWebNavigationPolicy {
func decidePolicy(for navigationAction: WKNavigationAction, webController: HybridWebController?) -> Bool {
if let url = navigationAction.request.url?.absoluteString,
url.contains("fleetingpower.com") {
return true
}
return false
}
}
class WebNavigationPolicyManager {
static func navigationPolicics() -> [HybridWebNavigationPolicy] {
let common = CommonNavigationPolicy()
// 改动点2：新增`FleetingPowerNavigationPolicy`的实例
let fleetingPower = FleetingPowerNavigationPolicy()
return [common, fleetingPower]
}
}
class HybridWebController: UIViewController {
// 代码未改动
}
extension HybridWebController: WKNavigationDelegate {
func webView(_ webView: WKWebView, decidePolicyFor navigationAction: WKNavigationAction, decisionHandler: @escaping (WKNavigationActionPolicy) -> Void) {
// 代码未改动
}
}
重构之后的代码更加灵活和易扩展。如果我们要想添加新的基于操作的导航判断，只需要基于扩展的方式创建新的Policy类即可，不需要改动原来的webView(_:decidePolicyFor:decisionHandler:)函数的逻辑。
修改代码就意味着违背开闭原则吗？
从开闭原则的定义中，我们可以看出，开闭原则可以应用在不同粒度的代码中，可以是模块，也可以类，还可以是方法（及其属性）。同样一个代码改动，在粗代码粒度下，被认定为“修改”，在细代码粒度下，又可以被认定为“扩展”。比如，添加属性和方法相当于修改类，在类这个层面，这个代码改动可以被认定为“修改”；但这个代码改动并没有修改已有的属性和方法，在方法（及其属性）这一层面，它又可以被认定为“扩展”。
看了上面重构之后的代码，你可能还会有疑问：在添加新的判断处理逻辑的时候，尽管改动点1（添加新的Policy类）是基于扩展而非修改的方式来完成，但是改动点2貌似不是基于扩展而是基于修改的方式来完成的，那改动点1不就违背开闭原则了吗？
实际上，我们也没必要纠结某个代码改动是“修改”还是“扩展”，更没必要太纠结它是否违反“开闭原则”。我们回到这条原则的设计初衷：只要它没有破坏原有的代码的正常运行，没有破坏原有的单元测试，我们就可以说，这是一个合格的代码改动。
在重构之后的webView(_:decidePolicyFor:decisionHandler:)代码实现中，我们的核心逻辑集中在该方法中以及各个Policy中，当我们在添加新的判断处理逻辑的时候，该方法完全不需要修改，而只需要扩展一个新的Policy类。如果我们把该方法及各个Policy类合起来看做一个“模块”，那模块本身在添加新的功能的时候，完全满足开闭原则。
添加一个新功能，不可能任何模块、类、方法的代码都不“修改”，这个是做不到的。类需要创建、组装、并且做一些初始化操作，才能构建成可运行的的程序，这部分代码的修改是在所难免的。我们要做的是尽量让修改操作更集中、更少、更上层，尽量让最核心、最复杂的那部分逻辑代码满足开闭原则。
如何做到“对扩展开放、修改关闭”？
开闭原则讲的就是代码的扩展性问题，是判断一段代码是否易扩展的“金标准”。如果某段代码在应对未来需求变化的时候，能够做到“对扩展开放、对修改关闭”，那就说明这段代码的扩展性比较好。所以，问如何才能做到“对扩展开放、对修改关闭”，也就粗略地等同于在问，如何才能写出扩展性好的代码。
在讲具体的方法论之前，我们先来看一些更加偏向顶层的指导思想。为了尽量写出扩展性好的代码，我们要时刻具备扩展意识、抽象意识、封装意识。这些“潜意识”可能比任何开发技巧都重要。
在写代码的时候后，我们要多花点时间往前多思考一下，这段代码未来可能有哪些需求变更、如何设计代码结构，事先留好扩展点，以便在未来需求变更的时候，不需要改动代码整体结构、做到最小代码改动的情况下，新的代码能够很灵活地插入到扩展点上，做到“对扩展开放、对修改关闭”。
还有，在识别出代码可变部分和不可变部分之后，我们要将可变部分封装起来，隔离变化，提供抽象化的不可变接口，给上层系统使用。当具体的实现发生变化的时候，我们只需要基于相同的抽象接口，扩展一个新的实现，替换掉老的实现即可，上游系统的代码几乎不需要修改。刚刚我们讲了实现开闭原则的一些偏向顶层的指导思想，现在我们再来看下，支持开闭原则的一些更加具体的方法论。
在众多的设计原则、思想、模式中，最常用来提高代码扩展性的方法有：多态、依赖注入、基于接口而非实现编程，以及大部分的设计模式（比如，装饰、策略、模板、职责链、状态等）。
如何在项目中灵活应用开闭原则？
写出支持“对扩展开放、对修改关闭”的代码的关键是预留扩展点。那问题是如何才能识别出所有可能的扩展点呢？
如果你开发的是一个业务导向的系统，比如金融系统、电商系统、物流系统等，要想识别出尽可能多的扩展点，就要对业务有足够的了解，能够知道当下以及未来可能要支持的业务需求。如果你开发的是跟业务无关的、通用的、偏底层的系统，比如，框架、组件、类库，你需要了解“它们会被如何使用？今后你打算添加哪些功能？使用者未来会有哪些更多的功能需求？”等问题。
即便我们对业务、对系统有足够的了解，那也不可能识别出所有的扩展点，即便你能识别出所有的扩展点，为这些地方都预留扩展点，这样做的成本也是不可接受的。我们没必要为一些遥远的、不一定发生的需求去提前买单，做过度设计。
最合理的做法是，对于一些比较确定的、短期内可能就会扩展，或者需求改动对代码结构影响比较大的情况，或者实现成本不高的扩展点，在编写代码的时候之后，我们就可以事先做些扩展性设计。但对于一些不确定未来是否要支持的需求，或者实现起来比较复杂的扩展点，我们可以等到有需求驱动的时候，再通过重构代码的方式来支持扩展的需求。
开闭原则也并不是免费的。有些情况下，代码的扩展性会跟可读性相冲突。很多时候，我们都需要在扩展性和可读性之间做权衡。在某些场景下，代码的扩展性很重要，我们就可以适当地牺牲一些代码的可读性；在另一些场景下，代码的可读性更加重要，那我们就适当地牺牲一些代码的可扩展性。