设计模式六大原则(二):里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)
里氏替换原则(LSP)由来:
最早是在 妖久八八 年, 由麻神理工学院得一个女士所提出来的。
定义:
1: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 在所有的对象 o1 都代换成 o2 时,程序 P 的行为没有发生变化,那么类型 T2 是类型 T1 的子型。
2:所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
问题由来:
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。
新功能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
举例说明继承的风险,我们需要完成一个两数相减的功能,由类A来负责:
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
B b = new B();
Console.WriteLine("100+20={0}",b.plus(, ));
Console.WriteLine("100-20={0}",b.reduce(, ));
Console.ReadKey();
}
} public class A
{
public int plus(int a, int b)
{
return a + b;
} public int reduce(int a, int b)
{
return a - b;
}
} public class B : A
{
public new int reduce(int a, int b)
{
return a - b + ;
}
}
后来, 我们增加了一个新功能, 要求相减在加上100, 由B类完成该功能。
我们发现原本运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类B在给方法起名时无意中重写了父类的方法,造成所有运行相减功能的代码全部调用了类B重写后的方法,
造成原本运行正常的功能出现了错误。在本例中,引用基类A完成的功能,换成子类B之后,发生了异常。
在实际编程中,我们常常会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,
程序运行出错的几率非常大。如果非要重写父类的方法,比较通用的做法是:原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类,原有的继承关系去掉,采用依赖、聚合,组合等关系代替。
PS: 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。
- 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。
- 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。
- 当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。
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