设计模式之里氏替换原则

OO中的继承性的思考和说明

  • 继承包含这样一层含义: 父类中凡是已经实现好的方法,实际上是在设计规范,虽然它不强制要求所有子类必须遵循这些规范,但是如果子类如果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。
  • 继承给程序设计带来便利的同时,也带来了弊端。比如使用了继承,父类的任何改动都得考虑到所有继承的子类,并且父类修改后,所有涉及到的子类功能都有可能产生故障。

问题提出:如何正确使用继承? 里氏替换原则

OO中的继承性的思考和说明

  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都必须能透明地使用其子类对象
  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
  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

反例:

public class A {

    //a + b
    public Integer function1(int a,int b){

        return a + b;

    }
}

public class B extends A{

    //change function1 of A by accident
    @Override
    public Integer function1(int a, int b) {
        return a-b;
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("1+2="+a.function1(1, 2));
        System.out.println("2+3="+a.function1(2, 3));

        System.out.println("-------------------------");

        A b = new B();
        System.out.println("1+2="+b.function1(1, 2)); //没想到B 已经改了继承的方法,造成结果错误
        System.out.println("2+3="+b.function1(2, 3));

    }
}

测试结果:

设计模式之里氏替换原则_第1张图片

解决方法:

  1. B类不小心改了A类的方法,导致调用出错。在实际开发中,我们常常会通过修改父类的方法完成新的功能,这样写起来虽然简单,但是整个继承体系复用性比较差。
  2. 通用的做法是:将原来的父类和子类都继承一个更加通用的基类,原有的继承关系去掉,采用依赖,聚合,组合等方式代替。

改进后的方案如下:

设计模式之里氏替换原则_第2张图片

正例:

public abstract class Base {
    public abstract Integer function1(int a, int b);

}

public class A extends Base{
    //a + b
    @Override
    public Integer function1(int a,int b){

        return a + b;

    }
}

public class B extends Base {

    A a = new A();

    //a-b
    @Override
    public Integer function1(int a, int b) {
        return a-b;
    }

    public Integer function2(int i, int j){
        return a.function1(i, j);
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Base a = new A();
        System.out.println("1+2="+a.function1(1, 2));
        System.out.println("2+3="+a.function1(2, 3));

        System.out.println("-------------------------");

        Base b = new B();
        System.out.println("1-2="+b.function1(1, 2));
        System.out.println("2-3="+b.function1(2, 3));

    }
}

总之,里氏替换原则告诉我们,子类中尽量不要重写父类的方法!

代码地址:https://github.com/GilbertXiao/JavaDesignPatterns

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