【设计模式】软件设计七大原则 ( 里氏替换原则 | 定义 | 定义扩展 | 引申 | 意义 | 优点 )

文章目录

• 一、里氏替换原则定义
• 二、里氏替换原则定义扩展
• 三、里氏替换原则引申意义
• 四、里氏替换原则意义
• 五、里氏替换原则优点

一、里氏替换原则定义

里氏替换原则定义 :

如果 对每一个 类型为 T1 的 对象 o1 , 都有 类型为 T2 的 对象 o2 ,

使得 以 T1 定义的 所有程序 P 在 所有对象 o1 都 替换成 o2 时 ,

程序 P 的 行为 没有发生变化 ,

那么 类型 T2 是 类型 T1 的 子类型 ;

符号缩写说明 : T 是 类型 Type , o 是 对象 Object , P 是 程序 Program ;

通俗理解 :

T1 类 生成 o1 对象 ,

T2 类 生成 o2 对象 ,

开发的 程序 P 中 使用了 T1 类型 , 使用 T1 创建了对象 o1 ,

将程序中 所有的 o1 都替换成 T2 o2 时 ,

程序 P 的行为 , 没有发生变化 ,

可以认为 T2 是 T1 的子类型 ;

T2 是 T1 的子类型 , T1 则是 T2 的父类 ;

里氏替换原则 是 继承复用 的基石 , 只有当 子类 可以 替换 父类 , 并且 软件功能不受影响 时 , 父类才能真正的被复用 , 子类也能在父类的基础上 增加新的行为 ;

里氏替换原则 是对 开闭原则 的补充 , 实现开闭原则的关键是 进行抽象 , 父类 和 子类 的继承关系 , 就是 抽象 的具体实现 ;

二、里氏替换原则定义扩展

里氏替换原则定义扩展 :

一个 软件实体 如果 适用于 一个父类的话 ,

那 一定适用于其子类 ,

所有 引用父类的地方 , 必须能 透明地 使用其子类的对象 ,

子类对象 能够 替换父类对象 , 而 程序逻辑不变 ;

通过继承深入理解里氏替换原则 :

抽象类父类中如果已经有实现好的方法 , 实际上 , 是在设定一系列的规范 和 契约 ,

父类不强制要求子类遵从这些契约 ,

但是如果子类任意修改父类的非抽象方法 ,

就会破坏整个继承体系 ,

里氏替换原则 明确反对 子类重写父类方法 ;

继承作为 面向对象 的特性之一 , 给设计程序时 , 带来了很大的便利 , 同时也 带来很多弊端 ;

如 : 使用继承 , 会给程序带来一些侵入性 , 降低可移植性 , 增加了对象间的耦合 ;

如果一个父类 被 很多子类继承 , 假设修改该父类 , 必须考虑所有的子类 , 否则会给系统引入未知风险 ;

三、里氏替换原则引申意义

子类 可以 扩展 父类的功能 , 但是绝对不能 改变 父类原有的功能 ;

子类 可以 实现 父类的 抽象方法 , 但是 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 ;

重载 ( 输入参数 宽松 ) : 子类的方法 重载 父类的方法 时 , 方法的前置条件 ( 输入参数 ) , 要比 父类方法的输入参数更宽松 ;

如 : 父类的参数是 HashMap , 如果要符合 里氏替换原则 , 子类如果重载父类方法 , 那么需要使用 Map 类型参数 ; ( 这里注意区分 重写 与 重载 , 重写是重写父类方法 , 重载是函数名相同 , 参数不同 )

重写 ( 返回值 严格 ) : 当 子类的方法 重写 / 重载 / 实现 父类的方法时 , 方法的 后置条件 ( 返回值 ) 要 比父类更严格或相等 ;

如 : 父类的返回值是 Map , 子类的相同的方法 是 Map 或 HashMap ;

四、里氏替换原则意义

里氏替换原则 要求很多 , 但是在程序中 , 如果不遵守 里氏替换原则 , 尤其是关于 重载 ( 输入参数 宽松 ) 和 重写 ( 返回值 严格 ) , 都没有特别注意 , 程序也可以正常运行 , 不会出现问题 ; 后果是在 需求变更 , 引入新功能 , 重构时 , 出问题的风险增加 ; 里氏替换原则只是一个约束 , 不是严格执行的标准 ;

五、里氏替换原则优点

里氏替换原则优点 :

• 防止继承泛滥 : 是 开闭原则 的一种体现 ;
• 增强健壮性 : 如果满足 里氏替换原则 , 会 加强程序的健壮性 , 同时 变更时 , 可以做到非常好的 兼容性 , 提高程序的 维护性 , 扩展性 ; 降低需求变更时 引入的风险 ;