Liskov替换原则（LSP）

最新推荐文章于 2021-11-18 21:46:45 发布

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本文深入探讨了Liskov替换原则在类继承中的应用，通过实例分析了正方形作为长方形子类时引发的问题。强调了在设计类结构时，确保子类能够正确实现基类的行为的重要性。

Liskov替换原则（LSP）：

子类型必须能够替换他们的基类。

我们来看一个以微妙的方式违反LSP的例子：正方形是长方形的子类么？

class Rectangle {
    public:
void Square::SetWidth (double w) {
    Rectangle::SetWidth (w);
    
}

假设这个应用程序运行得很好，并被安装在很多地方。但是我们不得不承认任何需求都是变化的。用户某天要求添加操作正方形的功能。

我们所说的继承是IS-A的关系。从一般意义上讲：正方形是长方形的一种。因此让正方形继承与长方形似乎很合理。

但是很快我们就发现了问题：正方形的长和宽是一样的。所以，Rectangle的SetWidth和SetHeight函数对于Square类就不适合了。

但是我们可以通过覆写这两个函数来修正这个问题：

void Square::SetWidth (double w) {
    Rectangle::SetWidth(w);
    Rectangle::SetHeight(w);
}
void Square::SetHeidth (double w) {
    Rectangle::SetWidth(w);
    Rectangle::SetHeight(w);
}

现在，当设置Square对象的长或者宽时，它们对应的宽或长都会响应的变化。这样新的Square能够很好的运行。

但是考虑下面的情况：

void g(Rectangle& r) {
    r.SetWidth(5);
    r.SetHeight(4);
    assert(r.Area() == 20);
}

这个函数如果传递进来的是Square对象，就会发生断言错误。

所以真正的问题是：Rectangle类有一个不变性：长和宽可以独立变化，但是Square从Rectangle派生后，Square的编写者违反了Rectangle的不变性！

LSP让我们得出了一个非常重要的结论：一个模型，如果孤立地看，并不具有真正意义上的有效性。

那为什么Square和Rectangle这个看起来很合理的模型会有问题呢？难道它们之间不存在IS-A的关系吗？

相对于哪些不是g函数的编写者而言，正方形可以是长方形。

相对于g函数的编写者，Square绝对不是Rectangle。

因此，我们判断IS-A的关系时，不是孤立的看，而是以相对的方式，从行为上来看的。