01-04.里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)

里氏替换原则与面向对象中的继承是有很密切的关系,其实他是在告诉我们继承需要注意什么问题和要遵守什么规则,当我们在进行OO(Object–Oriented 面向对象)编程的时候,我们肯定会用到继承,但是继承也带来了一些弊端。如下面的思考和说明:
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:如果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。所以说,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。

(2)问题提出:所以在编程中,如何正确的使用继承?就要尽量去使用 里氏替换原则 ,那么里氏替换原则是怎么样的一个原则呢,在下面会介绍。

1、基本介绍
(1)里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)是在1988年,由麻省理工学院的以为姓里的女士提出的。他的原则大致是这样的一个定义:说如果对每个类型为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都代换成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。换句话说,所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象,这样就满足里氏替换原则
注:上面说的是一个理想性的原则,她这句话的核心思想是要说明什么呢?就是我们后面要说的,我们引用基类(简单理解,就是父类,相对派生类来说,而派生类简单理解,就是子类,相对基类来说)的地方必须能透明地使用其子类的对象。通俗的来说,只要父类能出现的地方,子类就可以出现,而且将父类替换为子类也不会产生任何错误或异常,我们在使用时根本就不需要知道是父类,还是子类。但是,反过来就不行了,有子类出现的地方,父类未必就能适应。

(2)那么在使用继承时,遵循里氏替换原则,其实要达到这个原则,在子类中尽量不要重写父类的方法,假设你子类修改了父类的方法,你就不能够透明使用,因为你用父类方法和子类方法都不一样,怎么可能达到透明。(举个极端例子:比如有个A类,里面有m1、m2、m3、一直到mn个方法,现在有一个B类继承了A类,然后B类把A类的方法全部重写了,那么这样B类就没有必要继承A类了,你把人家继承,又把人家全部重写,这个就没有意义了。所以这样的情况就不是透明的,因为调用B类与调用A类的方法都不一样了,就没有办法达到透明使用,因此里氏替换原则他是在强调,如果我们在使用继承时就不要去重写父类的方法,除非迫不得已,如果你迫不得已要去重写,他就提出一个观点:那就是你的B类就不要去继承A类了,你可以通过聚合,组合,依赖等的关系来解决问题;或者你让B类往上提升,让B类与A类共同去继承一个更加基础的类,基础的类可以是抽象类也可以是接口,这样让B类与A类的耦合性降低,再把他们普通的方法(共同的方法)放到基础的类中去,这样就导致B类无须去重写A类的方法 。

(3)里氏替换原则告诉我们,继承实际上是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。关于聚合,组合,依赖他们是什么我们可以在后面学习到。

2、应用案例

(1)违反里氏替换原则案例

 (2)满足里氏替换原则案例

3、补充学习

里氏替换其它定义:
参考:https://blog.csdn.net/Jecklin_online/article/details/82690205

[补充]基类和派生类
1.什么是基类?
百度百科说:在面向对象设计中,被定义为包含所有实体共性的class类型,被称为“基类”。简单理解,即父类(相对派生类)

2.什么是派生类?
利用继承机制,新的类可以从已有的类中派生。那些用于派生的类称为这些特别派生出的类的“基类”。简单理解,即子类(相对基类)

3.两者关联
基类和派生类是一个相对的关系。基类和派生类反映了类与类的继承关系,是相对而言的。基类又称父类,是被派生类继承的类。派生类又称子类,是从一个已有类的基础上创建的新类,新类包含基类的所有成员,并且还添加了自己的成员。

4.实际例子
假设有两个类A和B,A和B都需要实现一个打印的功能,原始的做法是A写一个打印函数,B也写一个打印函数。两个类还好可以写,但多了就特别麻烦。这个时候我们就可以写一个类C,C里面写一个打印函数。A和B分别继承C,这样A和B就不要写打印函数了。这样即节省了代码,又优化了结构。上面的情况,C是A和B的基类,A和B是C的派生类。
参考:https://www.cnblogs.com/HenryWEI/p/9663629.html

4、最后

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