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。

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
};
这个
Shape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,实现自己的
area()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;
}
};
class Circle : public Shape {
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
double area() const override {
return 3.14159 radius radius;
}
};
如果未来需要增加
Triangle,只需新增类,不需要修改
Shape或已有图形类。
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#include void printAreas(const std::vector
>& shapes) { for (const auto s : shapes) { std::cout << "Area: " << s->area() << "\n"; } } int main() { std::vector
shapes; shapes.push_back(new Rectangle(4, 5)); shapes.push_back(new Circle(3)); printAreas(shapes); // 清理资源 for (auto* s : shapes) { delete s; } return 0;}
函数
printAreas只依赖抽象
Shape,无论后续添加多少新图形,该函数无需修改。
基本上就这些。通过抽象接口 + 实现分离 + 多态调用,C++能很好地支持“扩展开放、修改关闭”。关键是把变化点隔离到子类中,主流程依赖稳定抽象。这样系统更灵活,也更容易维护。









