我听说利斯科夫替换原则(LSP)是面向对象设计的基本原则。它是什么?它的一些使用例子是什么?
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在一个非常简单的句子中,我们可以说:
子类不能违背它的基类特征。它必须有能力。我们可以说这和子类型是一样的。
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LSP是关于类的契约的规则:如果基类满足契约,则LSP派生的类也必须满足该契约。
在Pseudo-python
class Base:
def Foo(self, arg):
# *... do stuff*
class Derived(Base):
def Foo(self, arg):
# *... do stuff*
如果每次在派生对象上调用Foo,它给出的结果与在Base对象上调用Foo完全相同,只要arg是相同的。
我想每个人都了解LSP在技术上是什么:你基本上希望能够从子类型细节中抽象出来,并安全地使用超类型。
所以利斯科夫有3条基本规则:
Signature Rule : There should be a valid implementation of every operation of the supertype in the subtype syntactically. Something a compiler will be able to check for you. There is a little rule about throwing fewer exceptions and being at least as accessible as the supertype methods. Methods Rule: The implementation of those operations is semantically sound. Weaker Preconditions : The subtype functions should take at least what the supertype took as input, if not more. Stronger Postconditions: They should produce a subset of the output the supertype methods produced. Properties Rule : This goes beyond individual function calls. Invariants : Things that are always true must remain true. Eg. a Set's size is never negative. Evolutionary Properties : Usually something to do with immutability or the kind of states the object can be in. Or maybe the object only grows and never shrinks so the subtype methods shouldn't make it.
所有这些属性都需要保留,并且额外的子类型功能不应该违反超类型属性。
如果这三件事都处理好了,那么您就从底层的东西中抽象出来了,并且您正在编写松散耦合的代码。
来源:程序开发在Java -芭芭拉利斯科夫
利科夫替换原则指出,如果程序模块使用基类,则基类的引用可以被派生类替换,而不会影响程序模块的功能。
派生类型必须能够完全替代它们的基类型。
示例- java中的协变返回类型。
到目前为止,我发现LSP最清晰的解释是“利斯科夫替换原则说,派生类的对象应该能够替换基类的对象,而不会给系统带来任何错误,也不会修改基类的行为”。文中给出了违反LSP的代码示例并进行了修复。
使用LSP的一个重要例子是在软件测试中。
如果我有一个类a,它是B的一个符合lsp的子类,那么我可以重用B的测试套件来测试a。
为了完全测试子类A,我可能需要添加更多的测试用例,但至少我可以重用所有超类B的测试用例。
实现这一点的一种方法是构建McGregor所说的“用于测试的并行层次结构”:我的ATest类将继承BTest。然后需要某种形式的注入来确保测试用例使用类型A的对象而不是类型B的对象(一个简单的模板方法模式就可以了)。
注意,对所有子类实现重用超级测试套件实际上是一种测试这些子类实现是否与lsp兼容的方法。因此,人们也可以主张应该在任何子类的上下文中运行超类测试套件。
另请参阅对Stackoverflow问题的回答“我是否可以实现一系列可重用测试来测试接口的实现?”