开闭原则（Open Closed Principle，OCP）是面向对象设计的核心原则之一，最早由Bertrand Meyer在1988年提出。该原则指出，软件实体（类、模块、函数等）应当对扩展开放，对修改封闭。这意味着在不修改现有代码的情况下，应能够通过添加新代码来扩展软件的功能。
在软件开发过程中，往往需要在现有的代码基础上添加新功能，而不是从头开始构建全新的应用。开闭原则正是为了应对这种情况，它指导如何设计代码结构，以便在添加新功能时，能够重用现有代码，提高代码的可维护性和可扩展性。
实现开闭原则的第一步是遵循单一职责原则（Single Responsibility Principle），即一个类应该只有一个引起变化的原因。这样，可以将不同的关注点分离开来。
接下来，需要通过抽象来表示这些不同的关注点，并让这些关注点的使用者与抽象进行交互。简单来说，开闭原则可以这样表述：设计模块时，应使其永远不需要改变。当需求变化时，通过添加新代码来扩展这些模块的行为，而不是修改已有的、能够正常工作的代码。
抽象是实现开闭原则的关键。从抽象派生出来的具体实现对修改是封闭的，因为抽象是固定的，但可以通过创建新的派生类来扩展行为。
以下是一个简单的C#代码示例，展示了如何违反和遵循开闭原则。
首先，有一个计算一系列形状面积总和的类：
public class AreaCalculator {
public double Area(object[] shapes) {
double area = 0;
foreach (var shape in shapes) {
if (shape is Square) {
Square square = (Square)shape;
area += Math.Sqrt(square.Height);
}
if (shape is Triangle) {
Triangle triangle = (Triangle)shape;
double TotalHalf = (triangle.FirstSide + triangle.SecondSide + triangle.ThirdSide) / 2;
area += Math.Sqrt(TotalHalf * (TotalHalf - triangle.FirstSide) * (TotalHalf - triangle.SecondSide) * (TotalHalf - triangle.ThirdSide));
}
if (shape is Circle) {
Circle circle = (Circle)shape;
area += circle.Radius * circle.Radius * Math.PI;
}
}
return area;
}
}
这个AreaCalculator类违反了开闭原则，因为每当引入新的形状或需要修改某个形状的面积计算方式时，都需要修改这个类。
为了遵循开闭原则，需要将面积计算的职责分离到各个形状类中，并引入一个抽象类来表示形状：
public abstract class Shape {
public abstract double Area();
}
public class Square : Shape {
private double _height;
public Square(double Height) {
_height = Height;
}
public override double Area() {
return Math.Sqrt(_height);
}
}
public class Circle : Shape {
private double _radius;
public Circle(double Radius) {
_radius = Radius;
}
public override double Area() {
return _radius * _radius * Math.PI;
}
}
public class Triangle : Shape {
private double _firstSide;
private double _secondSide;
private double _thirdSide;
public Triangle(double FirstSide, double SecondSide, double ThirdSide) {
_firstSide = FirstSide;
_secondSide = SecondSide;
_thirdSide = ThirdSide;
}
public override double Area() {
double TotalHalf = (_firstSide + _secondSide + _thirdSide) / 2;
return Math.Sqrt(TotalHalf * (TotalHalf - _firstSide) * (TotalHalf - _secondSide) * (TotalHalf - _thirdSide));
}
}
现在，AreaCalculator类可以这样实现：
public class AreaCalculator {
public double Area(Shape[] shapes) {
double area = 0;
foreach (var shape in shapes) {
area += shape.Area();
}
return area;
}
}