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
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。
让我试着考虑一个接口:
interface Planet{
}
这是由类实现的:
class Earth implements Planet {
public $radius;
public function construct($radius) {
$this->radius = $radius;
}
}
你将使用地球作为:
$planet = new Earth(6371);
$calc = new SurfaceAreaCalculator($planet);
$calc->output();
现在再考虑一个扩展到地球的阶级:
class LiveablePlanet extends Earth{
public function color(){
}
}
根据LSP的说法,你应该可以用LiveablePlanet代替Earth,而且它不会破坏你的系统。如:
$planet = new LiveablePlanet(6371); // Earlier we were using Earth here
$calc = new SurfaceAreaCalculator($planet);
$calc->output();
这里的例子
利斯科夫替换原则(来自Mark Seemann的书)指出,我们应该能够在不破坏客户端或实现的情况下,用另一个接口的实现替换一个接口的实现。正是这一原则使我们能够解决未来出现的需求,即使我们今天不能预见它们。
If we unplug the computer from the wall (Implementation), neither the wall outlet (Interface) nor the computer (Client) breaks down (in fact, if it’s a laptop computer, it can even run on its batteries for a period of time). With software, however, a client often expects a service to be available. If the service was removed, we get a NullReferenceException. To deal with this type of situation, we can create an implementation of an interface that does “nothing.” This is a design pattern known as Null Object,[4] and it corresponds roughly to unplugging the computer from the wall. Because we’re using loose coupling, we can replace a real implementation with something that does nothing without causing trouble.
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{}
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();
}