设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

不要求所有代码都遵循设计原则,要考虑人力、时间、成本、质量,不刻意追求完美

 

 

意义

提高代码的可读性、可维护性、可复用性。

 

里氏替换原则

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP)是指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。

定义看上去还是比较抽象,我们重新理解一下,可以理解为一个软件实体如果适用一个父类的话,那一定是适用于其子类,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,而程序逻辑不变。根据这个理解,我们总结一下:

引申含义:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。

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。

2、子类中可以增加自己特有的方法。

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)要比父类方法的输入参数更宽松。

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)要比父类更严格或相等。

 

前面讲开闭原则的时候在获取折后时重写覆盖了父类的getPrice()方法,增加了一个获取源码的方法 getOriginPrice(),显然就违背了里氏替换原则。我们修改一下代码,不应该覆盖getPrice()方法,增加getDiscountPrice()方法

设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

使用里氏替换原则有以下优点

1、约束继承泛滥,开闭原则的一种体现。

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,提高程序的维护性、扩展性。降低需求变更时引入的风险。

 

 

现在来描述一个经典的业务场景,用正方形、矩形和四边形的关系说明里氏替换原则, 我们都知道正方形是一个特殊的长方形,那么就可以创建一个长方形父类 Rectangle 类

设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

 

创建正方形Square 类继承长方形

 

设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

在测试类中创建resize()方法,根据逻辑长方形的宽应该大于等于高,我们让高一直自增, 知道高等于宽变成正方形:

设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

把长方形Rectangle 替换成它的子类正方形Square,修改测试代码:

设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

出现了死循环,违背了里氏替换原则,将父类替换为子类后, 程序运行结果没有达到预期。因此,我们的代码设计是存在一定风险的。里氏替换原则只存在父类与子类之间,约束继承泛滥。我们再来创建一个基于长方形与正方形共同的抽象四边形Quadrangle 接口:

设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

修改长方形Rectangle 类

设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

修改正方形类Square 类

 

 

 

 设计模式系列:软件架构设计的七大原则之里氏替换原则

 把resize()方法的参数换成四边形Quadrangle 类,方法内部就会报错

因为正方形Square 已经没有了setWidth()和setHeight()方法了。因此,为了约束继承泛滥,resize()的方法参数只能用Rectangle 长方形。后面继续深入讲解。