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

我在每个答案中都看到了矩形和正方形,以及如何违反LSP。

我想用一个真实的例子来展示LSP是如何符合的:

<?php

interface Database 
{
    public function selectQuery(string $sql): array;
}

class SQLiteDatabase implements Database
{
    public function selectQuery(string $sql): array
    {
        // sqlite specific code

        return $result;
    }
}

class MySQLDatabase implements Database
{
    public function selectQuery(string $sql): array
    {
        // mysql specific code

        return $result; 
    }
}

这种设计符合LSP,因为无论我们选择使用哪种实现,行为都不会改变。

是的,你可以在这个配置中违反LSP,做一个简单的改变,像这样:

<?php

interface Database 
{
    public function selectQuery(string $sql): array;
}

class SQLiteDatabase implements Database
{
    public function selectQuery(string $sql): array
    {
        // sqlite specific code

        return $result;
    }
}

class MySQLDatabase implements Database
{
    public function selectQuery(string $sql): array
    {
        // mysql specific code

        return ['result' => $result]; // This violates LSP !
    }
}

现在子类型不能以同样的方式使用,因为它们不再产生相同的结果。

其他回答

一些补充:我想知道为什么没有人写基类的不变量、前提条件和后置条件,这些派生类必须遵守。 对于派生类D来说,基类B完全可转换,类D必须服从某些条件:

基类的内变体必须由派生类保留 派生类不能加强基类的先决条件 派生类不能削弱基类的后置条件。

因此派生类必须知道基类施加的上述三个条件。因此,子类型的规则是预先确定的。这意味着,只有当子类型遵守某些规则时,才应该遵守'IS A'关系。这些规则,以不变量、前置条件和后置条件的形式,应该由正式的“设计契约”来决定。

关于这个问题的进一步讨论可以在我的博客:利斯科夫替换原理

以Board数组的形式实现ThreeDBoard会有用吗?

也许你想把不同平面上的ThreeDBoard切片作为一个板。在这种情况下,您可能希望为Board抽象出一个接口(或抽象类),以允许多种实现。

就外部接口而言,您可能希望为TwoDBoard和ThreeDBoard提取一个Board接口(尽管上述方法都不适合)。

让我们用Java来说明:

class TrasportationDevice
{
   String name;
   String getName() { ... }
   void setName(String n) { ... }

   double speed;
   double getSpeed() { ... }
   void setSpeed(double d) { ... }

   Engine engine;
   Engine getEngine() { ... }
   void setEngine(Engine e) { ... }

   void startEngine() { ... }
}

class Car extends TransportationDevice
{
   @Override
   void startEngine() { ... }
}

这里没有问题,对吧?汽车绝对是一种交通工具,在这里我们可以看到它重写了其超类的startEngine()方法。

让我们添加另一个交通工具:

class Bicycle extends TransportationDevice
{
   @Override
   void startEngine() /*problem!*/
}

现在一切都不按计划进行了!是的,自行车是一种交通工具,但是,它没有发动机,因此,startEngine()方法不能实现。

这些都是违反利斯科夫代换法的问题 原则导致,他们通常可以被一个公认的 方法,该方法什么也不做,甚至不能实现。

这些问题的解决方案是一个正确的继承层次结构,在我们的例子中,我们将通过区分带引擎和不带引擎的运输设备类别来解决问题。尽管自行车是一种交通工具,但它没有发动机。在这个例子中,我们对交通工具的定义是错误的。它不应该有引擎。

我们可以像下面这样重构TransportationDevice类:

class TrasportationDevice
{
   String name;
   String getName() { ... }
   void setName(String n) { ... }

   double speed;
   double getSpeed() { ... }
   void setSpeed(double d) { ... }
}

现在我们可以为非机动设备扩展TransportationDevice。

class DevicesWithoutEngines extends TransportationDevice
{  
   void startMoving() { ... }
}

并为机动设备扩展TransportationDevice。这里更适合添加Engine对象。

class DevicesWithEngines extends TransportationDevice
{  
   Engine engine;
   Engine getEngine() { ... }
   void setEngine(Engine e) { ... }

   void startEngine() { ... }
}

因此,我们的Car类变得更加专门化,同时坚持利斯科夫替换原则。

class Car extends DevicesWithEngines
{
   @Override
   void startEngine() { ... }
}

我们的Bicycle类也遵循利斯科夫替换原理。

class Bicycle extends DevicesWithoutEngines
{
   @Override
   void startMoving() { ... }
}

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。

我在每个答案中都看到了矩形和正方形,以及如何违反LSP。

我想用一个真实的例子来展示LSP是如何符合的:

<?php

interface Database 
{
    public function selectQuery(string $sql): array;
}

class SQLiteDatabase implements Database
{
    public function selectQuery(string $sql): array
    {
        // sqlite specific code

        return $result;
    }
}

class MySQLDatabase implements Database
{
    public function selectQuery(string $sql): array
    {
        // mysql specific code

        return $result; 
    }
}

这种设计符合LSP,因为无论我们选择使用哪种实现,行为都不会改变。

是的,你可以在这个配置中违反LSP,做一个简单的改变,像这样:

<?php

interface Database 
{
    public function selectQuery(string $sql): array;
}

class SQLiteDatabase implements Database
{
    public function selectQuery(string $sql): array
    {
        // sqlite specific code

        return $result;
    }
}

class MySQLDatabase implements Database
{
    public function selectQuery(string $sql): array
    {
        // mysql specific code

        return ['result' => $result]; // This violates LSP !
    }
}

现在子类型不能以同样的方式使用,因为它们不再产生相同的结果。