python 设计模式（二） 六大设计原则二 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏替换原则简称LSP。定义：所有引用基类的地方必须能够透明地使用其子类的对象。

所谓对象是一组状态和一系列行为的组合。状态是对象的内在特性，行为是对象的外在特性。LSP所表述的就是在同一个继承体系中的对象应该有共同的行为特征。我们在设计对象时是按照行为进行分类的，只有行为一致的对象才能抽象出一个类来。因此，如果说鸵鸟和企鹅属于鸟类的话，就违背了里氏替换原则。

如何规范地遵从里氏替换原则：

1 子类必须完全实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法

2 子类可以实现自己特有的方法

3 当子类覆盖或实现父类的方法时，方法的前置条件（即方法的形参）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抽象方法时，方法的后置条件（即方法的返回值）要比父类更严格。

5 子类的实例可以替代任何父类的实例，但反之不成立

举例如下

import abc

class Abstract_bird(object):

    __metaclass__ = abc.ABCMeta

    @abc.abstractmethod
    def fly(self):
        pass

    @abc.abstractmethod
    def tweet(self):
        pass

    def eat(self):
        print('bird is eating')


class Eagle(Abstract_bird):

    def fly(self):
        print('eagle is flying')

    def tweet(self):
        print('eagle is tweeting')

    def drink(self):
        print('eagle is drinking')


if __name__ == '__main__':
    bird = Abstract_bird()
    bird.fly()
    bird.tweet()
    bird.eat()
    print('把所有父类Abstract_bird替换为子类Eagle如下')
    eagle = Eagle()
    eagle.fly()
    eagle.tweet()
    eagle.eat()

结果如下

bird is eating
把所有父类Abstract_bird替换为子类Eagle如下
eagle is flying
eagle is tweeting
bird is eating

以上代码中，实现了父类Abstract_bird和子类Eagle，Abstract_bird类实现了三个方法，方法fly和tweet是抽象方法，方法eat是一般方法。子类Eagle中实现了自己特有的方法drink。以上代码遵从了里氏替换原则：1 子类必须完全实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。2 子类可以实现自己特有的方法。因此，结果也符合预期。但如果让父类的实例去替换子类的实例的话一定会出错的，因为父类中没有子类特有的方法drink