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?
当前回答
简单来说,LSP是指同一超类的对象应该能够在不破坏任何东西的情况下相互交换。
例如,如果我们有一个从Animal类派生的Cat和Dog类,那么任何使用Animal类的函数都应该能够使用Cat或Dog,并且行为正常。
其他回答
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。
利斯科夫替换原理
(固体)
继承子类型化
维基里斯科夫替换原理(LSP)
在子类型中不能加强先决条件。 后置条件不能在子类型中减弱。 超类型的不变量必须保留在子类型中。
子类型不应该要求调用者提供比超类型更多的(先决条件) 子类型不应该为小于超类型的调用者公开(后置条件)
*前置条件+后置条件=函数(方法)类型[Swift函数类型。Swift函数与方法
//Swift function
func foo(parameter: Class1) -> Class2
//function type
(Class1) -> Class2
//Precondition
Class1
//Postcondition
Class2
例子
//C3 -> C2 -> C1
class C1 {}
class C2: C1 {}
class C3: C2 {}
前提条件(如。函数参数类型)可以相同或更弱(力求-> C1) 后置条件(如。函数返回类型)可以相同或更强(力求-> C3) 超类型的不变变量[About]应该保持不变
斯威夫特
class A {
func foo(a: C2) -> C2 {
return C2()
}
}
class B: A {
override func foo(a: C1) -> C3 {
return C3()
}
}
Java
class A {
public C2 foo(C2 a) {
return new C2();
}
}
class B extends A {
@Override
public C3 foo(C2 a) { //You are available pass only C2 as parameter
return new C3();
}
}
行为子类型化
维基里斯科夫替换原理(LSP)
子类型中方法参数类型的逆变性。子类型中方法返回类型的协方差。 子类型中的方法不能引发新的异常,除非它们是超类型的方法引发的异常的子类型。
[方差,协方差,逆变,不变性]
设q(x)是关于类型为T的x的对象的可证明属性,那么q(y)对于类型为S的对象y应该是可证明的,其中S是T的子类型。
实际上,公认的答案并不是利斯科夫原理的反例。正方形自然是一个特定的矩形,因此从类矩形继承是完全有意义的。你只需要以这样的方式实现它:
@Override
public void setHeight(double height) {
this.height = height;
this.width = height; // since it's a square
}
@Override
public void setWidth(double width) {
setHeight(width);
}
所以,提供了一个很好的例子,然而,这是一个反例:
class Family:
-- getChildrenCount()
class FamilyWithKids extends Family:
-- getChildrenCount() { return childrenCount; } // always > 0
class DeadFamilyWithKids extends FamilyWithKids:
-- getChildrenCount() { return 0; }
-- getChildrenCountWhenAlive() { return childrenCountWhenAlive; }
在这个实现中,DeadFamilyWithKids不能从FamilyWithKids继承,因为getChildrenCount()返回0,而从FamilyWithKids它应该总是返回大于0的值。
LSP的这种形式太强大了:
如果对于每个类型为S的对象o1,都有一个类型为T的对象o2,使得对于所有用T定义的程序P,当o1取代o2时,P的行为不变,那么S是T的子类型。
这基本上意味着S是t的另一个完全封装的实现,我可以大胆地认为性能是P行为的一部分……
因此,基本上,任何延迟绑定的使用都违反了LSP。当我们用一种类型的对象替换另一种类型的对象时,获得不同的行为是OO的全部意义所在!
维基百科引用的公式更好,因为属性取决于上下文,并不一定包括程序的整个行为。
LSP说“对象应该被它们的子类型替换”。 另一方面,这一原则指向
子类永远不应该破坏父类的类型定义。
通过以下示例,可以更好地理解LSP。
没有太阳能发电:
public interface CustomerLayout{
public void render();
}
public FreeCustomer implements CustomerLayout {
...
@Override
public void render(){
//code
}
}
public PremiumCustomer implements CustomerLayout{
...
@Override
public void render(){
if(!hasSeenAd)
return; //it isn`t rendered in this case
//code
}
}
public void renderView(CustomerLayout layout){
layout.render();
}
LSP修复:
public interface CustomerLayout{
public void render();
}
public FreeCustomer implements CustomerLayout {
...
@Override
public void render(){
//code
}
}
public PremiumCustomer implements CustomerLayout{
...
@Override
public void render(){
if(!hasSeenAd)
showAd();//it has a specific behavior based on its requirement
//code
}
}
public void renderView(CustomerLayout layout){
layout.render();
}