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关于里氏替换原则LSP

2024-07-21 23:03:58   218人阅读

一直以来，yqj2065都认为，学习里氏替换原则(Liskov SubstitutionPrinciple、LSP)，如同学习下围棋一样，易学难精。


因为易学，所以在《编程导论（Java）》中安排在2.1.1节。

简单地说。子类必须能够替代父类，这在面向对象语言中如同常识。所以紧接其后，在[2.1.2 啊，我看到了多态]中介绍向上造型、多态、改写(override);


所谓难精，我们将继承加以分析，符合LSP的继承有实现继承、拓展继承、接口/协议继承和多继承；在介绍接口与实现分离时，强调什么是设计良好的接口，到[4.1.2类的接口]中，说明【p133：如果一个对象能够接受X类的接口的全部操作请求(方法调用)，则称对象具有X类型。正是因为Java的子类能够满足父类的接口(尽管可以改写)，所以子类的对象能够同时具有类层次中的多个类型】，直到[8.3.2断言的使用指南]中，偷偷摸摸地说：继承关系即Is-A关系，本质上要通过接口的一致来衡量。

很多人使用了“正方形不是一个长方形”这个例子，介绍LSP。事实上，不管你采用什么手段和技巧，我可用反证法告示你：(在例程所示的场景中)如果你能够将正方形设计成长方形的子类，那么你必然可以将圆设计成长方形的子类。

[java] view plaincopy
  1. class Square1 extends Rectangle{  
  2.     private double side;  
  3.     public Square1(double side){  
  4.         this.side= side;  
  5.     }  
  6.     void setSide(double s) {   side = s;    }  
  7.     double getSide() { return side; }  
  8.     @Override double getS() { return side*side;}//求面积  
  9. ｝  
所谓难精之二，在于五花八门的解释和介绍。yqj2065曾经非常惊讶，这样的里氏替换原则，他还写了设计模式的系列博客。例如，

[java] view plaincopy
  1.  里氏替换原则通俗的来讲就是：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。它包含以下4层含义：  
  2. 子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。  
  3. 子类中可以增加自己特有的方法。  
  4. 当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件（即方法的形参）要比父类方法的输入参数更宽松。  
  5. 当子类的方法实现父类的抽象方法时，方法的后置条件（即方法的返回值）要比父类更严格。  
LSP仅仅说明可替代性或父子类的接口一致性，实现继承是符合LSP的；实现继承的问题，在于设计时没有更好地封装变化，使得子类不得不override父类的代码。plaincopy
  1.  里氏替换原则，简单地讲就是：子类可以替代父类。它包含以下含义：  
  2. 子类可以实现继承（直接继承或 改变父类原有的功能实现）、拓展继承(扩展父类的功能)、接口/协议继承和多继承。【但是从OCP或封装变化的角度，应该避免其任何父类中已经实现的方法。】  
  3. 子类中不可退化继承，如鸵鸟不会飞。  
  4. 为了保证父类和子类的接口一致性，要注意：接口包括文档(方法的意图)和方法头。按契约设计(Design by Contract)是一致性判断的良好手段(Java断言机制是工具)。  

前置条件，通常意味着方法参数的合法性检查（而非重载的类型问题）。如show(Baby b, int age)，验证前置条件时，谁会验证出场的人是不是Baby？通常检查它不得为null；而age要大于10，小于16等都是方法文档中已经说明的前置条件，会考虑参数是否double？【子类重载父类的方法时，方法的形参要比父类方法的参数更宽松】，什么意思呢？重载和方法的形参更宽松或狭窄有什么关系？“重载”是敲错了？

子类的override 方法,返回的可以是父类方法返回类型的子类，Java语法支持。

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