Java设计模式七大原则之里氏替换原则详解

目录

• 定义
• 案例
• 需求
• 方案一
• 方案二
• 对比分析
• 总结

定义

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP），官方定义如下： 如果对每一个类型为S的对象o1，都有类型为T的对象o2，使得以T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S是类型T的子类型，所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。则通俗的来讲：子类可以扩展父类的功能，但是子类不能修改父类原有的功能 里氏替换原则就是给继承性的使用制定了规范

案例

需求

现在有一个计算器（父类）可以完成加减乘除，定义其子类，来演示继承可能出现的问题

方案一

定义计算器类Calculator.java

/**
 * 计算器类
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Calculator {
    //定义加法功能
    public int add(int a,int b){
        return a + b;
    }
    //定义减法功能
    public int sub(int a,int b){
        return a - b;
    }
}

定义超级计算器类SuperCalculator.java

/**
 * 超级计算器类
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class SuperCalculator extends Calculator{
    //增补需求，两数相加再加5
    @Override
    public int add(int a,int b){
        return a + b + 5;
    }
    //希望两数相加之和与100求差
    public int mul(int a,int b){
        int count = add(a, b);
        return 100 - count;
    }
}

定义测试类Test1.java

/**
 * 测试类1
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Test1 {

    public static void main(String[] args) {
        int result = new Calculator().add(4,6);
        System.out.println("4和6之和为:" + result);

        int mul = new SuperCalculator().mul(4,6);
        System.out.println("4和6之和与100相差:" + mul);
    }
}

测试结果： 可以看到4和6之后与100相差的结果为85，明显是错误的答案。错误的原因就是SuperCalculator类继承Calculator类之后，重写了add方法，最终在调用的时候产生了错误的答案

方案二

定义基础类Base.java

/**
 * 基础类
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:36
 * @version:1.0
 */
public class Base {
    
}

改造后的超级计算器类SuperCalculatorNew.java

/**
 * 超级计算器类
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class SuperCalculatorNew extends Base{

    private Calculator calculator = new Calculator();

    //增补需求，两数相加再加5
    public int add(int a,int b){
        return a + b + 5;
    }
    //希望两数相加之和与100求差
    public int mul(int a,int b){
        int count = calculator.add(a, b);
        return (100 - count);
    }
}

测试类Test2.java

/**
 * 测试类2
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Test2 {

    public static void main(String[] args) {
        int result = new Calculator().add(4,6);
        System.out.println("4和6之和为:" + result);

        int mul = new SuperCalculatorNew().mul(4,6);
        System.out.println("4和6之和与100相差:" + mul);
    }
}

测试结果： 可以看到测试结果正确

对比分析

方案一，直接继承计算器类，并重写了父类的非抽象方法add，导致在调用的时候产生了错误的结果 方案二，继承基础base类，并注入计算器类Calculator类作为依赖，遵守里氏替换原则，得出正确的结果

总结

1.子类可以实现父类的抽象方法，但是不能覆盖父类的非抽象方法

2.子类中可以扩展自己的方法

3.里氏替换原则并非让我们尽量避免使用继承

4.里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一

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