五设计模式七大原则之里氏替换原则

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文章目录

1 OO中的继承性的思考和说明
2 里氏替换原则的基本介绍
3 一个程序引出来的问题和思考
4 解决方案

1 OO中的继承性的思考和说明

继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。
继承在给程序设计带来便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低，增加对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障
问题提出：在编程中，如何正确的使用继承? => 里氏替换原则

2 里氏替换原则的基本介绍

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)在1988年，由麻省理工学院的以为姓里的女士提出的。
如果对每个类型为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都代换成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。换句话说，所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
在使用继承时，遵循里氏替换原则，在子类中尽量不要重写父类的方法
里氏替换原则告诉我们，继承实际上让两个类耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖来解决问题。

3 一个程序引出来的问题和思考

package com.andy.principle.liskov;

public class Liskov {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));

        System.out.println("-----------------------");
        B b = new B();
        System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
    }

}

class A {
    //返回两个数的差
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

//B类继承了A
//增加了一个新功能:完成两个数相加,然后和9求和
class B extends A {

    //这里重写了A类的方法,可能是无意识的
    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }
}

**输出结果 : **

11-3=8
1-8=-7
-----------------------
11-3=14
1-8=9
11+3+9=23

分析 :
A类中有函数func1 是求两个数的差,B类继承了A类,而且B类中有两个函数func1 和 func2 .很明显B中的func1 改写了A类中的func1方法(这里的改写可能是无意识的,可能发开者并不想改写A类中的func1方法).func2中调用func1(这里的的func1是B类中的func1).我们可以从输出结果看到B类中调用的是B类中的func1方法.而并不是A类中求两个数的差的func1方法.

4 解决方案

我们发现原来运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类B无意中重写了父类的方法，造成原有功能出现错误。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能，这样写起来虽然简单，但整个继承体系的复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候
通用的做法是：原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖，聚合，组合等关系代替.
代码实现:

package com.andy.principle.liskov.improve;

public class Liskov {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));

        System.out.println("-----------------------");
        B b = new B();
        //因为B类不再继承A类,因此调用者,不会再func1 是求减法.
        //调用完成的功能就会很明确
        System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));
        System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));

        //使用组合仍然可以使用到A类相关方法
        System.out.println("11- 3=" + b.func3(11, 3));
    }

}

class Base {
    //把更加基础的方法和成员写到Base类中
}


class A extends Base {
    //返回两个数的差
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

//B类继承了A
//增加了一个新功能:完成两个数相加,然后和9求和
class B extends Base {

    //如果B需要使用A类的方法.使用组合的关系
    private A a = new A();

    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }

    //我们仍想使用A的方法
    public int func3(int a, int b){
        return this.a.func1(a,b);
    }
}

输出结果:

11-3=8
1-8=-7
-----------------------
11+3=14
1+8=9
11+3+9=23
11- 3=8