OOP - 里式替换原则(LSP)

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本文是对王争大佬《设计模式之美》的学习总结

里式替换原则 Liskov Substitution Principle (LSP)

  里式替换原则的英文翻译是:Liskov Substitution Principle,缩写是LSP。这个原则最早是在1986年有Barbara Liskov提出,他是这么描述这条原则的:If S is a subtype of T,then objects of type T may be replaced with objects of type S,without breaking the program. 在1996年,Robert Martin在他的SOLID原则中,重新描述了这个原则,英文原话是这样的:Functions that use pointers of references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.

  综合两者的描述,这条原则的中文描述是这样的:子类对象(object of subtype/derived class)能够替换程序(program)中父类对象(object of base/parrent class)出现的任何地方,并且保证原来程序的逻辑行为(behavior)不变及正确性不被破坏。

  虽然从定义描述喝代码实现上来看,多态和里式替换原则有点类似,但它们关注的角度是不一样的。多态是面向对象编程的一大特性,也是面向对象编程语言的一种语法。它是一种代码实现的思路。而里式替换原则是一种设计原则,是用来指导继承关系中子类该如何设计的,子类的设计要保证在替换父类的时候,不改变原有程序的逻辑及不破坏原有程序的正确性。

哪些代码明显违背了LSP?

  实际上,里式替换原则还有另外一个更加能落地、更有指导意义的描述,那就是“Design By Contract”,中文翻译就是“按照协议来设计”。进一步解读下就是,子类在设计的时候,要遵守父类的行为约定(或者叫协议)。父类定义了函数的行为约定,那子类可以改变函数的内部实现逻辑,但不能改变函数原有的行为约定。这里的行为约定包括:函数声明要实现的功能;对输入、输出、异常的约定;甚至包括注释中所罗列的任何特殊说明。实际上,定义中父类和子类之间的关系,也可以替换成接口和实现类之间的关系。

举几个违反里式替换原则的例子:

1.子类违背父类声明要实现的功能

  父类中提供的sortOrdersByAmount()订单排序函数,是按照金额从小到大来给订单排序的,而子类重写这个方法之后,是按照创建日期来给订单排序的。那子类的设计就违背了里式替换原则。

2.子类违背父类对输入、输出、异常的约定

  在父类中,某个函数约定:运行出错的时候返回 null;获取数据为空的时候返回空集合(empty collection)。而子类重载函数之后,实现变了,运行出错时返回异常(exception),获取不到数据返回 null。那子类的设计就违背了里式替换原则。

3.子类违背父类注释中所罗列的任何特殊说明