iOS 面向对象六大设计原则（三）里式替换原则

吾所成之事，不可逆也。

iOS 面向对象设计原则全集

前言

接上篇 iOS 面向对象六大设计原则（二）开闭原则

正文

里氏代换原则由2008年图灵奖得主、美国第一位计算机科学女博士Barbara Liskov教授和卡内基·梅隆大学Jeannette Wing教授于1994年提出。其严格表述如下：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代换o2时，程序P的行为没有变化，那么类型S是类型T的子类型。这个定义比较拗口且难以理解，因此我们一般使用它的另一个通俗版定义：

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)：所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。

里氏代换原则告诉我们，在软件中将一个基类对象替换成它的子类对象，程序将不会产生任何错误和异常，反过来则不成立，如果一个软件实体使用的是一个子类对象的话，那么它不一定能够使用基类对象。例如：我喜欢动物，那我一定喜欢狗，因为狗是动物的子类；但是我喜欢狗，不能据此断定我喜欢动物，因为我并不喜欢老鼠，虽然它也是动物。

例如有两个类，一个类为BaseClass，另一个是SubClass类，并且SubClass类是BaseClass类的子类，那么一个方法如果可以接受一个BaseClass类型的基类对象base的话，如：method1(base)，那么它必然可以接受一个BaseClass类型的子类对象sub，method1(sub)能够正常运行。反过来的代换不成立，如一个方法method2接受BaseClass类型的子类对象sub为参数：method2(sub)，那么一般而言不可以有method2(base)，除非是重载方法。

里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一。由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象，因此在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。

在使用里氏代换原则时需要注意如下几个问题：

• 子类的所有方法必须在父类中声明，或子类必须实现父类中声明的所有方法。根据里氏代换原则，为了保证系统的扩展性，在程序中通常使用父类来进行定义，如果一个方法只存在子类中，在父类中不提供相应的声明，则无法在以父类定义的对象中使用该方法。

• 我们在运用里氏代换原则时，尽量把父类设计为抽象类或者接口，让子类继承父类或实现父接口，并实现在父类中声明的方法，运行时，子类实例替换父类实例，我们可以很方便地扩展系统的功能，同时无须修改原有子类的代码，增加新的功能可以通过增加一个新的子类来实现。里氏代换原则是开闭原则的具体实现手段之一。

• Java语言中，在编译阶段，Java编译器会检查一个程序是否符合里氏代换原则，这是一个与实现无关的、纯语法意义上的检查，但Java编译器的检查是有局限的。OC语言好像不会检查，OC有动态语言的特性，其动态类型就是在运行的时候才去判断具体的是哪个类。

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小结

说了那么多，通俗点讲：

所有可以使用基类的地方，一定可以使用子类且不会引入错误。

嗯~~还是抽象的描述，那整点具体的。

举例

在IM通信中，会有消息实体，有的消息是纯文本，有的是带有图片的，有的是带有链接的等。那么把纯文本的消息实体Message作为基类，一切从简，如下：

• .h

@interface Message : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *text;

@end

• m

@implementation Message

@end

这时候有个带图片的实体，产品要求，图片消息里面的文本不能有空格（别问我问什么），那么可以整个ImageMessage类，如下

• .h

@interface ImageMessage : Message

@property (nonatomic, strong) UIImage *image;

@end

• .m

@implementation ImageMessage

- (void)setText:(NSString *)text {
    text = [text stringByReplacingOccurrencesOfString:@" " withString:@""];
    super.text = text;
}

@end

就功能而言，这种写法是满足产品需求的，但是如果在Message出现的地方，你用ImageMessage替换的话，就会导致用户不能发带有空格的文本了，这就违反了里式替换原则：所有可以使用基类的地方，一定可以使用子类且不会引入错误。

可做以下简单修改：

• .h

@interface LSPImageMessage : Message

@property (nonatomic, strong) UIImage *image;

/** 去除text内空格 */
- (void)checkText;

@end

• .m

@implementation LSPImageMessage

- (void)checkText {
    self.text = [self.text stringByReplacingOccurrencesOfString:@" " withString:@""];
}

@end

Demo传送门

总结

• 里式替换原则：子类必须完好的（没有重写使之功能改变）拥有父类所有方法。

里式替换原则是实现开闭原则的必要条件。要想实现开闭原则，必须遵循里式替换原则，但是实现了开闭原则不一定遵循里式替换原则。

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以下是修改部分，感谢 灬Blue

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• 里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一。

• 它避免了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点。

• 它是动作正确性的保证。即类的扩展不会给已有的系统引入新的错误，降低了代码出错的可能性。

补充

如果通过重写父类的方法来完成新的功能，这样写起来虽然简单，但是整个继承体系的可复用性会比较差，特别是运用多态比较频繁时，程序运行出错的概率会非常大。

如果程序违背了里氏替换原则，则继承类的对象在基类出现的地方会出现运行错误。这时其修正方法是：取消原来的继承关系，重新设计它们之间的关系。

感谢 面向对象设计原则之里氏代换原则