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
它指出,如果C是E的子类型,则E可以替换为C类型的对象,而不会改变或破坏程序的行为。简单地说,派生类应该可以替代它们的父类。例如,如果一个农民的儿子是农民,那么他可以代替他的父亲工作,但如果一个农民的儿子是板球运动员,那么他就不能代替他的父亲工作。
违反的例子:
public class Plane{
public void startEngine(){}
}
public class FighterJet extends Plane{}
public class PaperPlane extends Plane{}
在给定的例子中,fighter和PaperPlane类都扩展了包含startEngine()方法的Plane类。所以很明显,战斗机可以启动引擎,但纸飞机不能,所以它破坏LSP。
PaperPlane类虽然扩展了Plane类,但应该可以替代Plane类,但它不是Plane实例可以被替换的合格实体,因为纸飞机不能启动引擎,因为它没有引擎。好的例子是,
受人尊敬的例子:
public class Plane{
}
public class RealPlane{
public void startEngine(){}
}
public class FighterJet extends RealPlane{}
public class PaperPlane extends Plane{}
其他回答
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();
}
假设我们在代码中使用了一个矩形
r = new Rectangle();
// ...
r.setDimensions(1,2);
r.fill(colors.red());
canvas.draw(r);
在几何课上,我们学过正方形是一种特殊类型的矩形,因为它的长宽相等。让我们根据下面的信息创建一个Square类:
class Square extends Rectangle {
setDimensions(width, height){
assert(width == height);
super.setDimensions(width, height);
}
}
如果我们在第一个代码中将矩形替换为正方形,那么它将会中断:
r = new Square();
// ...
r.setDimensions(1,2); // assertion width == height failed
r.fill(colors.red());
canvas.draw(r);
这是因为正方形有一个我们在矩形类中没有的新前提条件:width == height。根据LSP,矩形实例应该被矩形子类实例替代。这是因为这些实例通过了矩形实例的类型检查,因此它们将在代码中导致意外错误。
这是wiki文章中“在子类型中不能加强先决条件”部分的一个例子。因此,总而言之,违反LSP可能会在某些时候导致代码错误。
利斯科夫替换原理
被重写的方法不应该保持为空 被重写的方法不应该抛出错误 基类或接口行为不应该因为派生类行为而进行修改(重做)。
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)。
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。