OOD设计原则之里氏替换原则（LSP）

转自：http://blog.csdn.net/Brookes/archive/2007/11/21/1896758.aspx 里氏替换原则（Liskov Substitutiion Principle，LSP）被称作继承复用的基石，它的提出甚至要早于OCP。不过遗憾的是，由于对这一原则的理解各不相同，经过多次的翻译、转述，LSP成了OOD设计原则中争议最多的话题之一。 其实早在1987年的OOPSLA大会上，麻省理工学院（MIT）计算机科学实验室的Liskov女士就发表了经典文章Data Abstraction and Hierarchy，其中提出了以她名字命名的Liskov替换原则（The Liskov Substitution Principle），简称LSP。该原则说明了什么时候该使用继承，什么时候不该使用以及为什么。一年后此文发表在ACM的SIGPLAN Notices杂志上，更是影响深远。Liskov在这篇文章中写到： A type hierarchy is composed of subtypes and supertypes. The intuitive idea of a subtype is one whose objects provide all the behavior of objects of another type (the supertype) plus something extra.What is wanted here is something like the following substitution property: If for each object o1 of type S there is an object o2 of type T such that for all programs P defined in terms of T, the behavior of P is unchanged when o1 is substituted for o2 then S is a subtype of T. 意思是：“类型层次由子类型和超类型（也就是父类）组成，直觉告诉我们，子类型的含义就是该类型的对象提供了另外一个类型（超类型）的对象的所有行为功能，并有所扩充。这里需要如下的替换性质：若对于每一个类型S的对象o1，都存在一个类型T的对象o2，使得在所有针对T编写的程序P中，用o1替换 o2后，程序P的行为功能不变，则S是T的子类型。”这就是LSP的最初含义。 而著名技术作家Robert Martin在1996年为《C++ Reporter》写了一篇题为《The The Liskov Substitution Principle》的文章，专门介绍LSP。在Martin的文章中，他给了LSP一个解释： Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it. 意思是：“使用指向基类的指针或引用的函数，必须能够在不知道具体派生类对象类型的情况下使用它们。”在2002年，Martin在他出版的《Agile Software Development Principles Patterns and Practices》一书中，又进一步简化为： Subtypes must be substitutable for their base types。子类必须能替换成它们的父类。 也是正是由于这许多版本的存在在加上翻译，转述等等问题，最终导致了LSP的多种理解（不深究了）。按照我的理解，上面Liskov的表述虽然拗口，但是也不难明白。再加上Martin的解释，LSP原则就很清楚了。 LSP说的其实是在构建类的继承结构的过程中需要遵循的基本原则，什么时候改用，什么时候不能用，避免继承的滥用。LSP和OCP是相关联的，也可以说是OCP的基本保证。试想，如果某个函数使用了指向基类的指针或引用，但是类的设计却违背了LSP原则，那么这个函数就必须了解该基类的所有派生类。这个函数显然违背开放－封闭原则OCP，因为一旦新构建该基类的子类，此函数就需要修改。 我也来说那个经典的”正方形不是矩形“的问题。在数学的世界里，正方形当然是矩形。用OO的数据，正方形和矩形之间是IS-A的关系——这个关系正好是OO初级教程里说的确定继承关系的依据。因此，理所当然的，正方形类然Square应该继承长方形类Rectangle： public class Rectangle ...{ private long width; private long height; public void setWidth(long width)...{ this.width=width; } public void setHeight(long height)...{ this.height=height; } public long getWidth()...{ return width; } public long getHeight()...{ return height; } }; public class Square : Rectangle ...{ public void setWidth(long width)...{ this.width=width; this.height=width; } public void setHeight(long height)...{ this.width=width; this.height=width; } }; 假设有这么一个函数： public Rectangle IncreaseHeight(Rectangle r) ...{ while(r.getHeight()