C++ 设计原则 - 开放封闭原则

C++ 中的开放封闭原则（Open-Closed Principle，OCP）是SOLID设计原则的一部分，它指出软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展是开放的，对修改是封闭的。换句话说，当需要改变系统的行为时，不应该修改现有的代码，而是通过扩展来实现变化。

通过一个简单的示例来说明如何在 C++ 中实现开放封闭原则。假设我们有一个图形绘制程序，需要支持不同类型的图形（如圆形、矩形）并且能够根据需要添加新的图形类型，但不希望修改现有的代码。

#include 
#include 

// 图形基类
class Shape 
{
public:
    virtual void draw() const = 0;
    virtual ~Shape() 
    {
    }
};

// 圆形类
class Circle : public Shape 
{
public:
    void draw() const override
     {
        std::cout << "drawing a circle" << std::endl;
    }
};

// 矩形类
class Rectangle : public Shape 
{
public:
    void draw() const override 
    {
        std::cout << "drawing a rectangle" << std::endl;
    }
};

// 图形绘制
class Draw
{
public:
    void drawShapes(const std::vector<Shape*>& shapes) 
    {
        for (const auto& shape : shapes) 
        {
            shape->draw();
        }
    }
};

int main() 
{
    Circle circle;
    Rectangle rectangle;

    Draw drawer;
    std::vector<Shape*> shapes = {&circle, &rectangle};
    drawer.drawShapes(shapes);

    return 0;
}

我们定义了一个图形基类 Shape，并且派生出了两种具体的图形类：Circle 和 Rectangle。然后我们通过图形绘制程序 Draw 来绘制不同类型的图形。

当需要在上述示例中添加新的图形类型时，比如三角形，我们可以遵循开放封闭原则进行扩展而不修改现有代码。

// 新的三角形类
class Triangle : public Shape 
{
public:
    void draw() const override 
    {
        std::cout << "drawing a triangle" << std::endl;
    }
};

int main() 
{
    Circle circle;
    Rectangle rectangle;
    Triangle triangle; // 添加了新的三角形类

    Draw drawer;
    std::vector<Shape*> shapes = {&circle, &rectangle, &triangle}; // 将新的三角形对象加入绘制程序中
    drawer.drawShapes(shapes);

    return 0;
}

示例中，我们创建了一个新的三角形类 Triangle，并且让它继承自 Shape 类。然后在主函数中，我们创建了一个三角形对象并将其加入到绘制程序中，而不需要修改原有的 Shape、Circle、Rectangle 或 Draw 。这样就实现了对程序的扩展而不需要修改已有的代码，符合开放封闭原则。

通过这种方式，我们可以持续地向系统中添加新的图形类型，而不会影响到已有的代码，从而体现了系统的可扩展性和灵活性。