里氏替換原則

景

設計模式六大原則之二:里氏替換原則。

簡介

姓名 :里氏替換原則

英文名 :Liskov Substitution Principle

座右銘

  1. If for each object o1 of type S there is an object o2 of type T such that for all programs P defined in terms of T,the behavior of P is unchanged when o1 is substituted for o2 then S is a subtype of T.
    如果對每一個類型爲S的對象o1,都有類型爲T的對象o2,使得以T定義的所有程序P在所有的對象o1都代換成o2時,程序P的行爲沒有發生變化,那麼類型S是類型T的子類型。

  2. Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.
    所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對象。

這 2 個定義來自《設計模式之禪》,比較乾巴巴,不認真思考起來可能不太容易懂。簡單來說就是定義了什麼是父子。在現實生活中,什麼是父子?就是生你的那個男人和你的關係就是父子(父女)。而這裏定義的就是假如 A 能勝任 B 乾的所有事情,那 B 就是 A 的父親,也就是兒子要會父親的所有能活,兒子活得再爛也要有父親的水平。

價值觀 :很顯然,比較傳統,嚴父出孝子。兒子必須要有父親的能耐,最好青出於藍勝於藍。

伴侶 :估計有個賢惠的老婆,纔能有這麼優秀的兒子。

個人介紹 :我比較嚴厲,也是爲了生存沒辦法,只有一輩一輩地變優秀,一直堅持下去,家族就會越來越好。這樣就可以富過三代,你看你們人類不是經常說富不過三代。。。扎心了老鐵,老子還是富零代。

老爹開車,前方注意

里氏替換原則定義了什麼是父子,還有一點要注意的,就是兒子不能在父親會的技能上搞“創新”。
比如父親會做紅燒排骨,兒子在新東方烹飪學校中學到了一招,在紅燒排骨裏面加糖和醋,變成紅燒糖醋排骨,更加美味,看代碼,兒子在父親的基礎紅燒排骨上加了糖醋,好像沒啥問題。

class Father1 {

    public void braisedRibs(){
        System.out.println("紅燒排骨");
    }

}

class Son1 extends Father1 {

    public void braisedRibs(){
        System.out.println("紅燒糖醋排骨");
    }

}

運行下面代碼,會打印:紅燒排骨

Father1 father1 = new Father1();
father1.braisedRibs();

我們上面說過,所有在使用父親的地方,都能夠替換成兒子,並且效果是一樣的,那接下來我們改一下代碼。

Son1 son1 = new Son1();
son1.braisedRibs();

結果是啥?打印出:紅燒糖醋排骨,出乎意料吧。。。這結果完全不一樣。想一下上面說的:老爸會的老子也要會,很明顯,上面的例子老子不會紅燒排骨,只會紅燒糖醋排骨,所以這根本不是父子關係。

那應該怎麼實現呢?其實紅燒排骨和紅燒糖醋排骨這壓根就是 2 道菜,你去餐館吃飯的時候,你點紅燒排骨服務員給你送來紅燒糖醋排骨,或者你點紅燒糖醋排骨服務員給你送來紅燒排骨,你這時候不生氣,算我輸。

來看看 Son2,Son2 將紅燒糖醋改爲 braisedSweetAndSourPorkRibs (翻譯不好找 Google 算賬去哈,反正不是我翻譯的)。

class Son2 extends Father1 {

    public void braisedSweetAndSourPorkRibs(){
        System.out.println("紅燒糖醋排骨");
    }

}

測試一下是不是好兒子

Son2 son2 = new Son2();
son2.braisedRibs();
son2.braisedSweetAndSourPorkRibs();

打印出:
紅燒排骨
紅燒糖醋排骨

這纔是 Father1 的好兒子嘛,不僅會紅燒排骨,還會紅燒糖醋排骨。所以說里氏替換原則就是在定義父子關係,大家都遵守這個定義,就會一代比一代好,不遵守大家也看到了,把前輩傳下來的都毀於一旦了。

代碼見:LSPTest.java

優缺點

下面再貼一下書本上的一些優缺點

優點

  1. 代碼共享,減少創建類的工作量,每個子類都擁有父類的方法和屬性;
  2. 提高代碼的重用性;
  3. 子類可以形似父類,但又異於父類,“龍生龍,鳳生鳳,老鼠生來會打洞”是說子擁有父的“種”,“世界上沒有兩片完全相同的葉子”是指明子與父的不同;
  4. 提高代碼的可擴展性,實現父類的方法就可以“爲所欲爲”了,君不見很多開源框架的擴展接口都是通過繼承父類來完成的;
  5. 提高產品或項目的開放性。

缺點

  1. 繼承是侵入性的。只要繼承,就必須擁有父類的所有屬性和方法;
  2. 降低代碼的靈活性。子類必須擁有父類的屬性和方法,讓子類自由的世界中多了些約束;
  3. 增強了耦合性。當父類的常量、變量和方法被修改時,需要考慮子類的修改,而且在缺乏規範的環境下,這種修改可能帶來非常糟糕的結果————大段的代碼需要重構。
    (來自《設計模式之禪》)

總結

好了,里氏替換原則的大概原理講得差不多,大家只要記住是在定義“父子關係”,就像遊戲規則一樣,定義後讓大家遵守,會讓大家的程序在後面越來越複雜的時候也能清晰,而不會越來越亂。

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