设计模式六大原则之里氏替换原则

本文参照《设计模式之禅》一书，今天给各位简单介绍一下里氏替换原则。在此之前先简单说两个名称（个人建议在学习此规则前，请各位务必理解继承的意义父子类间的关系及重载重写语法现象）

重载与重写是完全不同的语法现象，区别如下所示：

重载： 是指在一个类中定义多个方法名相同但参数列表不同的方法，在编译时，根据参数的个数和类型来决定绑定哪个方法。

重写： 是指在子类中定义和父类完全相同的方法，在程序运行时，根据对象的类型（而不是引用类型）而调用不同的方法。

里氏替换原则（LiskovSubstitution Principle，LSP）两种定义：

● 第一种定义，也是最正宗的定义：If for each object o1 of type S there is an object o2 oftype T such that for all programs P defined in terms of T,the behavior of P is unchanged when o1 issubstituted for o2 then S is a subtype of T.（如果对每一个类型为S的对象o1，都有类型为T的对象o2，使得以T定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时，程序P的行为没有发生变化，那么类型S是类型T的子类型。）

● 第二种定义：Functions that use pointers or references to base classes must be able to useobjects of derived classes without knowing it.（所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。）

第二个定义是最清晰明确的，通俗点讲，只要父类能出现的地方子类就可以出现，而且替换为子类也不会产生任何错误或异常，使用者可能根本就不需要知道是父类还是子类。但是，反过来就不行了，有子类出现的地方，父类未必就能适应。

里氏替换原则为良好的继承定义了一个规范，一句简单的定义包含了4层含义。

1.子类必须完全实现父类的方法

我们在做系统设计时，经常会定义一个接口或抽象类，然后编码实现，调用类则直接传入接口或抽象类，其实这里已经使用了里氏替换原则。

注意 ：

（1）在类中调用其他类时务必要使用父类或接口，如果不能使用父类或接口，则说明类的设计已经违背了LSP原则。

（2）如果子类不能完整地实现父类的方法，或者父类的某些方法在子类中已经发生“畸变”，则建议断开父子继承关系， 采用依 赖、聚集、组合等关系代替继承。

2.子类可以有自己的个性

子类当然可以有自己的行为和外观了，也就是方法和属性，那这里为什么要再提呢？是因为里氏替换原则可以正着用，但是不能反过来用。在子类出现的地方，父类未必就可以胜任（之前已经说过猫的例子）。

3.重写或实现父类的方法时输入参数可以被放大

里氏替换原则要求制定一个契约，就是父类或接口，这种设计方法也叫做Design by Contract（契约设计），在面向对象程序设 计中，父类和接口本身就是规则的制定者。

注意：子类中方法的前置条件（参数类型）必须与超类中被重写的方法的前置条件（参数类型）相同或者更宽松。

4. 覆写或实现父类的方法时输出结果可以被缩小

这是什么意思呢，父类的一个方法的返回值是一个类型T，子类的相同方法（重载或覆写）的返回值为S，那么

里氏替换原则就要求S必须小于等于T，也就是说，要么S和T是同一个类型，要么S是T的子类，为什么呢？

分两种情况：

如果是覆写，父类和子类的同名方法的输入参数是相同的，两个方法的范围值S小于等于T，这是覆写的要求，

这才是重中之重，子类覆写父类的方法，天经地义。

如果是重载，则要求方法的输入参数类型或数量不相同，在里氏替换原则要求下，就是子类的输入参数宽于或

等于父类的输入参数，也就是说你写的这个方法是不会被调用的，参考上面讲的前置条件。

实战指导：

在项目中，采用里氏替换原则时，尽量避免子类的“个性”，一旦子类有“个性”，这个子类和父类之间的关系就很难

调和了，把子类当做父类使用，子类的“个性”被抹杀——委屈了点；把子类单独作为一个业务来使用，则会让代码

间的耦合关系变得扑朔迷离——缺乏类替换的标准。