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C++开闭原则实现扩展开放修改关闭

P粉602998670

发布： 2025-09-07 08:49:01

原创

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开闭原则要求软件实体对扩展开放、对修改关闭，C++通过抽象基类Shape定义纯虚函数area()，Rectangle和Circle等派生类实现具体逻辑，新增图形只需添加新类而不修改已有代码，结合运行时多态和基类指针，使printAreas等函数无需改动即可支持新类型，实现系统灵活扩展与稳定维护。

c++开闭原则实现扩展开放修改关闭

开闭原则（Open/Closed Principle）是面向对象设计中的核心原则之一，指的是：软件实体（如类、模块、函数）应该对扩展开放，对修改关闭。也就是说，当系统需要新增功能时，应通过添加新代码来实现，而不是修改已有代码。C++中可以通过多态、继承和抽象接口来实现这一原则。

使用抽象基类定义接口

要实现开闭原则，第一步是定义一个稳定的抽象接口。通过纯虚函数建立契约，具体行为由派生类实现。

class Shape {
public:
    virtual ~Shape() = default;
    virtual double area() const = 0; // 纯虚函数
};

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这个

Shape

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类不包含具体逻辑，仅声明行为。后续新增图形时，无需改动此类。

通过继承实现扩展

每个具体图形继承

Shape

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，实现自己的

area()

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逻辑。这样新增图形类型时，只需添加新类，不修改已有代码。

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class Rectangle : public Shape {
    double width, height;
public:
    Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
    double area() const override {
        return width * height;
    }
};
<p>class Circle : public Shape {
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
double area() const override {
return 3.14159 <em> radius </em> radius;
}
};</p>

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如果未来需要增加

Triangle

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，只需新增类，不需要修改

Shape

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或已有图形类。

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运行时多态支持扩展性

使用基类指针或引用，可以在运行时处理不同子类对象，调用各自实现。这样客户端代码对新增类型透明。

#include <iostream>
#include <vector>
<p>void printAreas(const std::vector<Shape<em>>& shapes) {
for (const auto</em> s : shapes) {
std::cout << "Area: " << s->area() << "\n";
}
}</p><p>int main() {
std::vector<Shape*> shapes;
shapes.push_back(new Rectangle(4, 5));
shapes.push_back(new Circle(3));</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>printAreas(shapes);

// 清理资源
for (auto* s : shapes) {
    delete s;
}
return 0;

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}

函数