【iOS-设计模式】六大设计原则之里氏替换原则（LSP，Liskov Substitution Principle）

定义

里氏替换原则的定义有两种，据说是由麻省理工的一位姓里的女士所提出，因此以其名进行命名。

• 定义1：如果对一个类型为 T1 的对象 o1，都有类型为 T2 的对象 o2，使得以 T1 所定义的程序 P 中在 o1 全都替换成 o2 时，程序的行为不发生任何变化，那么 T2 为 T1 的子类。
• 定义2：所有引用父类的地方都必须能够透明地使用其子类对象。

定义解读

其实两个定义所表达的意思都相同，就是在所有父类出现的地方，子类都可以出现，并且将父类对象替换为子类对象的时候，程序不会抛出任何异常或者错误，因此我们需要注意的是，尽量不要重载或者重写父类的方法(抽象方法除外)，因为这样可能会改变父类原有的行为。

优点

• 代码共享，减少创建类的工作量，每个子类都拥有父类的所有属性和方法；
• 提高代码的可重用性；
• 提高代码的可扩张性；
• 提高产品或项目的开放性。

缺点

• 继承是入侵性的，拥有父类的属性和方法；
• 降低代码的灵活性，必须拥有父类的属性和方法；
• 增强耦合性，父类属性或方法改变，需要考虑子类。

问题提出

有一功能 P1，由类 A 完成。现需要将功能 P1 进行扩展，扩展后的功能为 P，其中 P 由原有功能 P1 与新功能 P2 组成。功能 P 由类 A 的子类 B 来完成，则子类 B 在完成新功能 P2 的同时，有可能会导致原有功能 P1 发生故障。

解决方案

当使用继承时，遵循里氏替换原则。类 B 继承类 A 时，除添加新的方法完成新增功能 P2 外，尽量不要重写父类 A 的方法，也尽量不要重载父类 A 的方法。

继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法（相对于抽象方法而言），实际上是在设定一系列的规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约，但是如果子类对这些非抽象方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义。

继承作为面向对象三大特性之一，在给程序设计带来巨大便利的同时，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，增加了对象间的耦合性，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会产生故障。

示例

还是继续我们上面的场景：这里，我们将 Employee 类作为父类，它里面有一个计算工资的方法 calculateSalary，代码如下所示：
.h

@interface Employee : NSObject

// 计算工资
- (void)calculateSalary:(NSString *)name;

@end

.m

#import "Employee.h"

@implementation Employee

- (void)calculateSalary:(NSString *)name
{
    NSLog(@"%@的工资是：100",name);
}

@end

调用代码

// 调用Employee类的calculateSalary方法
Employee *employee = [[Employee alloc] init];
[employee calculateSalary:@"张三"];

输出结果

张三的工资是：100

现在我们为 Employee 类添加一个子类总监 Director 类，该类新增了一个职责说明的方法和重写了 calculateSalary 方法，如下所示：

#import "Director.h"

@implementation Director

- (void)calculateSalary:(NSString *)name
{
    NSLog(@"总监%@的工资是：10000",name);
}

- (void)duty
{
    NSLog(@"总监的职责是管理");
}

@end

调用代码

Employee *employee = [[Director alloc] init];  
// 将所有父类出现的地方都替换成子类
[employee calculateSalary:@"张三"];

输出结果

总监张三的工资是：10000

从上面的结果我们可以看到，由于重写了父类 Employee 的 calculateSalary 方法，造成计算薪资的方法都是调用子类 Director 重写后的方法。如果应用场景是要求公司的薪资都是统一的，那么调用 Director 类重写的方法就是不正确的。如果非要重写父类里面的方法，比较通用的做法是：原来的父类和子类都继承一个更通用的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖、聚合、组合等关系代替。

里氏替换原则通俗的来讲就是：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。它包含以下2层含义：

• 子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法；
• 子类中可以增加自己特有的方法。

在项目中所有使用子类的地方都可用父类替换，但在调用方法的时候，即呈现面向对象编程的多态性。里氏替换原则，是非常重要的原则，也是相对较难的原则。