深度解析：设计模式七大原则之——里氏替换原则

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原创最新推荐文章于 2026-09-19 14:48:50 发布 537 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Java设计原则：SOLID与七大核心原则实践指南面向对象设计原则是构建可维护软件系统的理论基础，其中SOLID原则（单一职责、开闭原则、里氏替换、接口隔离和依赖倒置）尤为关键。这些原则通过抽象和封装解决代码耦合问题，提升系统的扩展性和可测试性。在Java开发中，合理应用这些原则能有效应对需求变更，特别是在微服务架构和复杂业务系统中。本文以用户管理系统为例，展示如何通过接口隔离和依赖注入实现松耦合，同时结合迪米特法则控制对象间的交互边界。对于常见问题如巨型类和过度继承，遵循组合优于继承原则往往能带来更灵活的设计。阅读详情

临近端午节，各位读者，你们假期行程安排好了吗？“菜鸟”已经做好决定了，谁都不能阻拦（产品经理也不行），“菜鸟”要好好在家休息三天。最近实在是太累了，一直在疯狂的加班。

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好了好了言归正传，开始我们的正文。今天由“菜鸟”为大家分享一下设计模式七大原则中的“里氏替换原则”。讲该原则之前我们不得不提一下面向对象对象的三大特性，它们分别是：封装、继承、多态。相信了解面向对象编程的程序员，对这三大特性肯定不会陌生。

那么肯定就有人会产生疑问了，这三大特性跟我们今天的内容有什么关系吗？别慌且听“菜鸟”慢慢诉说，我们今天分享的“里氏替换原则”就是专门为“继承”所准备的。

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我们应该都知道使用继承也是存在弊端的，它会给程序带来侵入性，并且降低程序的可移植性，还会增加对象之间的耦合性。当父类需要修改时，需要考虑到所有的子类，盲目修改父类，有可能会造成子类的功能产生异常。

为了减少这些弊端，就产生了“里氏替换原则”，该原则是1988年由麻省理工一位名为Barbara Liskov的女士提出。通过其名称，我们应该能看出来该原则的重点就在“替换”这两个字上。

该原则的核心思想就是在程序当中，如果将一个父类对象替换成它的子类对象后，该程序不会发生异常。这也是该原则希望达到的一种理想状态。

下面就让我们从四个方面来深入了解一下里氏替换原则。

第一点

讲第一点之前我们先思考在“继承”中会面临的这样一个问题：我们的父类定义好的方法，并不会强制要求其子类必须完全遵守该方法的实现规则。子类是可以修改它继承自父类的任意方法的。

如以下代码所示：

public class Demo {

  public static void main(String[] args) {
    Superclass superclass = new Superclass();
    superclass.add(3, 2);
    Son son = new Son();
    son.add(3, 2);
  }

}

/**
 * 父类
 */
class Superclass {

  public void add(int num1, int num2) {
    int value = num1 + num2;
    System.out.println("父类计算出的结果为：" + value);
  }
}

/**
 * 子类
 */
class Son extends Superclass {

  @Override
  public void add(int num1, int num2) {
    int value = num1 - num2;
    System.out.println("子类计算出的结果为：" + value);
  }
}

父类的本意是想要定义一个两数相加的方法，但是子类继承该方法后却修改为减法，并且也成功了。子类这样操作后，会对整个继承体系造成破坏。当你想把使用父类的地方替换为其子类时，会发现原来的正常的功能现在出现问题了。

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为了解决此问题，就有了里氏替换原则的第一点：

子类可以实现父类中的抽象方法，但是不能重写（覆盖）父类的非抽象方法。

如果我们严格遵守该原则就不会产生上面的问题。

第二点

当我们迫不得已需要在子类中添加一个跟父类方法名称相同的方法时，就需要遵守下面这点。

当子类需要重载父类中的方法的时候，子类方法的形参（入参）要比父类方法输入的参数更宽松（范围更广）。。

这句话的意思大家能明白嘛？不是特别清楚也不用着急，请看下面的代码。

/**
 * 父类
 */
public class Superclass {


  public void method(ArrayList arrayList) {
    System.out.println("父类方法执行了！");
  }
}

/**
 * 子类
 */
public class Son extends Superclass {

  // 重载了父类的method，并且方法入参比父类的入参范围更广。
  public void method(List list) {
    System.out.println("子类方法执行了！");
  }
}

那么这样做有什么意义那，目的又是为了什么那？大家可以先思考一下。

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其实很简单，这样做最直接的一个目的就是防止我们将父类对象替换为子类对象后，造成方法调用混乱的问题。

请看下面测试代码和其执行结果：

  public static void main(String[] args) {
    ArrayList list = new ArrayList();
    Superclass superclass = new Superclass();
    Son son = new Son();
    System.out.print("使用父类对象调用的结果：");
    superclass.method(list);
    System.out.print("将父类对象替换成子类对象后的调用结果：");
    son.method(list);
  }

执行结果如下：

在这里插入图片描述

如果没有遵守上面的规则的话就会造成很大的麻烦，请看下列示例代码。

public class Demo2 {

  public static void main(String[] args) {
    ArrayList list = new ArrayList();
    Superclass superclass = new Superclass();
    Son son = new Son();
    System.out.print("使用父类对象调用的结果：");
    superclass.method(list);
    System.out.print("将父类对象替换成子类对象后的调用结果：");
    son.method(list);
  }

}

/**
 * 父类
 */
class Superclass {

  public void method(List arrayList) {
    System.out.println("父类方法执行了！");
  }
}

/**
 * 子类
 */
class Son extends Superclass {

  public void method(ArrayList list) {
    System.out.println("子类方法执行了！");
  }
}

测试结果如下：

在这里插入图片描述

确实发生问题了吧！我们的本意是希望对象替换后还执行原来的方法的，可结果却发生变化了。这样是不符合里氏替换原则的。所以我们要时刻牢记，子类方法的入参要比父类的入参范围更大，这样才不会造成不必要的错误。

第三点

当我们需要重写或者实现父类方法时，需要遵守下面这一点。

重写或者实现父类方法的时候，方法的返回值可以被缩小，但是不能放大。

示例代码：

/**
 * 父类
 */
public class Superclass {

  public List getList() {
    return new ArrayList();
  }
}

/**
 * 子类
 */
public class Son extends Superclass {

  @Override
  public ArrayList getList() {
    return new ArrayList();
  }
}