设计原则 | 里式替换原则

一、里式替换原则（Liskov Substitution Principle ）

1、原理

子类型必须能替换掉它们的基类型，在使用继承时，遵循里式替换原则，在子类中尽量不要重写父类中的方法。里式替换原则告诉我们，继承实际上让两个类耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过依赖、组合、聚合等来解决问题

2、面向对象的继承性的思考

继承包含这样的一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就对整个继承体系造成破坏。

继承再给程序设计带来便利的同时，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，增加对象间的耦合，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产生故障。

3、示例

3.1、版本一

定义一个A类与B类，B类继承A类，在B类中重写了A类中的func1方法，在方法调用时会遇到困惑，如下：

#include 
using namespace std;

class A
{
public:
    int func1(int num1, int num2)
    {
        return num1 - num2;
    }
};

class B : public A
{
public:
    // 派生类重写父类的方法
    int func1(int num1, int num2)
    {
        return num1 + num2;
    }
};

int main()
{
    A objA;
    B objB;

    cout << objA.func1(11, 3) << endl;  // 输出结果：8
    cout << objB.func1(11, 3) << endl;  // 输出结果：14

    return 0;
}

上述代码存在的问题

• 调用B对象的func1方法时，预期结果与调用A对象的func1方法一致，实际上由于B类重写了func1方法，导致输出结果不符合预期

3.2、版本二

为了解决重写父类方法带来的问题，通常的做法是让原先的父类与子类都继承自一个更通用的基类，原有的继承关系去掉，使用依赖、组合、聚合等替代，改进后的代码如下：

#include 
using namespace std;

class Base
{
    // 把通用的方法写到基类
};

class A : public Base
{
public:
    int func1(int num1, int num2)
    {
        return num1 - num2;
    }
};

class B : public Base
{
public:
    B()
    {
        m_pA = new A;
    }

    int func1(int num1, int num2)
    {
        return num1 + num2;
    }

    // B类中调用A类提供的方法
    int func2(int a, int b)
    {
        return m_pA->func1(a, b);
    }

private:
    // 通过成员变量建立与A类的关联关系
    A *m_pA;
};

int main()
{
    A objA;
    B objB;

    cout << objA.func1(11, 3) << endl;
    cout << objB.func2(11, 3) << endl;

    return 0;
}