软件设计七大原则：（六）里氏替换原则

系统管理员 2023-10-06 10:38 61阅读 0赞

### 一、里式替换原则简介 ###

*  定义：如果对每一个类型为T1的对象o1 ,都有类型为T2的对象o2 ,使得以T1定义的所有程序P在所有的对象o1都替换成o2时,程序P的行为没有发生变化,那么类型T2是类型T1的子类型。  
    **t:类型（type）**  
    **o:对象（object）**  
    **p:程序（program）**
 *  定义扩展：  
    一个软件实体如果适用一个父类的话，那一定适用于其子类，所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类的对象，子类对象能够替换父类对象，而程序逻辑不能变。
 *  引申意义：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。  
    **含义1**：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。  
    **含义2**：子类中可以增加自己特有的方法。  
    **含义3**：当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件（即方法的输入/入参）要比父类方法的入参数更宽松。  
    **含义4**：当子类的方法实现父类的方法时（重写/重载或实现抽象方法），方法的后置条件（即方法的输出/返回值）要比父类的刚严格或相等。
 *  **优点1**：约束继承泛滥，开闭原则的一种体现。
 *  **优点2**：加强程序的健壮性，同时变更时也可以做到非常好的兼容性，提高程序的可维护性、可扩展性。降低需求变更时引入的风险。

### 二、代码实现 ###

### 1.违背里式替换原则的反例 ###

public class Rectangle {
        
        private long length;
        private long width;
    
        public long getLength() {
        
            return length;
        }
    
        public void setLength(long length) {
        
            this.length = length;
        }
    
        public long getWidth() {
        
            return width;
        }
    
        public void setWidth(long width) {
        
            this.width = width;
        }
    }

public class Square extends Rectangle {
        
        private long sideLength;
    
        public long getSideLength() {
        
            return sideLength;
        }
    
        public void setSideLength(long sideLength) {
        
            this.sideLength = sideLength;
        }
    
        @Override
        public long getLength() {
        
            return getSideLength();
        }
    
        @Override
        public void setLength(long length) {
        
            setSideLength(length);
        }
    
        @Override
        public long getWidth() {
        
            return getSideLength();
        }
    
        @Override
        public void setWidth(long width) {
        
            setSideLength(width);
        }
    }

public class LiskovSubstitutionTest {
        
    
        public static void resize(Rectangle rectangle) {
        
            while (rectangle.getWidth()<= rectangle.getLength()) {
        
                rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() +1);
                System.out.println("width:" + rectangle.getWidth() + " length:" + rectangle.getLength());
            }
            System.out.println("resize 方法结束 width:"+rectangle.getWidth());
        }
        public static void main(String[] args) {
        
            Square square = new Square();
            square.setLength(10);
            resize(square);
        }
    }

/*
     * 此时代码违背里式替换原则，会导致代码无限执行，直到OOM。
     */

### 2.遵守里式替换原则的正确示例 ###

package com.evan.design.liskovSubstitution;
    
    /**
     * @author Evan Wang
     * @date 2020/6/8 19:43
     */
    public interface Quadrangle {
        
    
        long getWidth();
    
        long getLength();
    }

public class Rectangle implements Quadrangle {
        
        private long length;
        private long width;
    
        @Override
        public long getWidth() {
        
            return width;
        }
    
        @Override
        public long getLength() {
        
            return length;
        }
    
        public void setLength(long length) {
        
            this.length = length;
        }

public class Square implements Quadrangle {
        
        private long sideLength;
    
        @Override
        public long getWidth() {
        
            return sideLength;
        }
    
        @Override
        public long getLength() {
        
            return sideLength;
        }
    
        public void setSideLength(long sideLength) {
        
            this.sideLength = sideLength;
        }
    }

public class LiskovSubstitutionTest {
        
    
        public static void resize(Rectangle rectangle) {
        
            while (rectangle.getWidth()<= rectangle.getLength()) {
        
                rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() +1);
                System.out.println("width:" + rectangle.getWidth() + " length:" + rectangle.getLength());
            }
            System.out.println("resize 方法结束 width:"+rectangle.getWidth());
        }
        public static void main(String[] args) {
        
            Square square = new Square();
              //因为resize需要rectangle作为入参，所以此时square并不适用resize方法
    //        square.setLength(10);
    //        resize(square);
        }
    }

### 三、关于对里式替换原则的理解 ###

/**
     * 当子类重载父类方法时，子类的入参范围要大于等于父类(子类：Map，父类:HashMap)，
     *
     * 当子类实现父类方法时，子类的返回值范围要小于等于父类(子类：HashMap，父类:Map)，
     */