Java设计原则——里氏替换原则

我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。
学习从来无捷径，循序渐进登高峰。

部分笔记来源于尚硅谷设计模式视频教学。

一、基本介绍

OO（面向对象）中的继承性的思考和说明：

1. 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。
2. 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
3. 问题提出：在编程中，如何正确的使用继承? => 里氏替换原则

基本介绍：

1. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)在1988年，由麻省理工学院的一位姓里的女士提出的。
2. 如果对每个类型为T1的对象叫做o1，都有类型为T2的对象叫做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o2是类型o1的子类型。换句话说，所有引用基类（基类等于父类，派生类等于子类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。
   这句话比较绕，就是当父类换成子类使用的时候，和使用父类区别不是很大， 大体行为没有发生变化，可以直白的理解为，继承父类，尽量不要改父类的行为（行为是指对象的方法内容）。
3. 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（这里所说的方法更多的指的是方法内容）。
   既然选择了继承那么就是肯定要用父类的方法，假如继承了父类还要重写父类的很多方法，那就需要反思一下，是否设计的程序有问题。
   当然在我们使用框架的时候，框架的功能不满足我们的需求，这时候都是继承一个类，重写几个方法，然后就可以实现我们想要的功能了（拦截器就是这样的）。这个是在使用框架的情况，框架给我们提供了基础的实现，但是并不会满足我们需求，我们需要进行重写，让他满足我们的业务，所以比较特殊。我们说的是平常写代码，不要混淆。
4. 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。

二、应用实例

1、示例一

以下示例就是继承父类，然后重新代码之后，不轻易间就会导致程序出现各种问题。

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();
		//这里本意是求出11-3，然后B重写了方法，导致直接成了相加。
		System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));
		System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
		System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
	}

}

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

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

2、示例二

解决方法：

1. 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
2. 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

这个示例就是利用组合关系来代替，这个Base基类是没放东西的，其含义是，将这两个类共用的放到这里面，这只是个例子，所以没写东西。

public class Liskov {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        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));//这里本意是求出11+3
        System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 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));// 这里本意是求出11-3


    }

}

//创建一个更加基础的基类
class Base {
    //把更加基础的方法和成员写到Base类

}

// A类
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,使用组合关系
    private A a = new A();

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

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

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