里氏替换原则

在决定是否需要用继承的方法来解决一个问题的时候，里氏替换原则可能会给出一些指导。

三条描述：

关于里氏替换原则，有一个很有意思的表述：

描述一：你不能通过给一条狗增加4条假腿来创造一只章鱼(Mario Fusco).

但是单独看这条表述，还是很难理解里氏替换原则到底在讲什么，里面说的狗指什么，假腿指代什么，章鱼又是指代什么。

另一些大牛给出过一本正经的阐述：

描述二：如果S类型是T类型的一个子类型，并假设q(x)是T类型对象相当一个可证的属性，那么同样的，q(y)应该是S类型对象y的一个可证的属性(Barbara Liskov, Jeanette Wing).

似乎仍然不太容易理解。

还有更通俗的说法：

描述三：使用基类指针或基类引用的函数，必须在不知道派生类的情况下使用它(Robert C. Martin).

这就清楚多了，在使用多态属性的时候，应该有所体会。我们提倡在定义时，或者作为函数的前置条件（也就是方法的形参）时使用基类，而在应用时再决定调用哪种派生类。这也是开闭原则和依赖倒置原则的基础。也就是说，派生类必须完全可以替代其基类。如果不能，就违反了里氏替换原则。因此里氏替换原则是符合开闭原则和依赖倒置原则的基础。

回过头再看开头那句关于章鱼和狗的描述，就不难理解：你不能通过继承一个描述狗的类，通过增加腿的数量得到一个描述章鱼的类。因为章鱼和狗完全不是同一种事物，即使他们在某些方面似乎有些共性（比如他们都包含了大于或等于四条腿）。

在通过继承创建一个新类的时候，我们可以扩展属性，但是不能增加属性的约束。

另一个很好的描述里氏替换原则的例子是《C++代码整洁之道》中列举的关于矩形和正方形的例子。

在数学上，我们说正方形是矩形的一个特例，但是在用C++类对其进行抽象的时候，我们能不能通过继承描述矩形的类来得到一个描述正方形的类呢？

当然，在实现上可能很简单，但这样就违反了里氏替换原则。

换句话说，由矩形到正方形，我们并不是扩展了属性，而是对现有属性进行了约束，那就是必须要求长和宽必须相等。

如果非要通过继承，并且不能违反里氏替换原则的基础上实现这一场景，就应该将矩形和正方形放在并列的位置上，共同继承更高一层的抽象。就像章鱼和狗可以共同继承自更高的抽象，比如一个描述动物的类。

于是我们就可以说，矩形和正方形都是几何图形，狗和章鱼都是动物。