python 設計模式（二） 六大設計原則二 里氏替換原則（Liskov Substitution Principle）

里氏替換原則簡稱LSP。定義：所有引用基類的地方必須能夠透明地使用其子類的對象。

所謂對象是一組狀態和一系列行爲的組合。狀態是對象的內在特性，行爲是對象的外在特性。LSP所表述的就是在同一個繼承體系中的對象應該有共同的行爲特徵。我們在設計對象時是按照行爲進行分類的，只有行爲一致的對象才能抽象出一個類來。因此，如果說鴕鳥和企鵝屬於鳥類的話，就違背了里氏替換原則。

如何規範地遵從里氏替換原則：

1 子類必須完全實現父類的抽象方法，但不能覆蓋父類的非抽象方法

2 子類可以實現自己特有的方法

3 當子類覆蓋或實現父類的方法時，方法的前置條件（即方法的形參）要比父類方法的輸入參數更寬鬆。

4 當子類的方法實現父類的抽象方法時，方法的後置條件（即方法的返回值）要比父類更嚴格。

5 子類的實例可以替代任何父類的實例，但反之不成立

舉例如下

import abc

class Abstract_bird(object):

    __metaclass__ = abc.ABCMeta

    @abc.abstractmethod
    def fly(self):
        pass

    @abc.abstractmethod
    def tweet(self):
        pass

    def eat(self):
        print('bird is eating')


class Eagle(Abstract_bird):

    def fly(self):
        print('eagle is flying')

    def tweet(self):
        print('eagle is tweeting')

    def drink(self):
        print('eagle is drinking')


if __name__ == '__main__':
    bird = Abstract_bird()
    bird.fly()
    bird.tweet()
    bird.eat()
    print('把所有父類Abstract_bird替換爲子類Eagle如下')
    eagle = Eagle()
    eagle.fly()
    eagle.tweet()
    eagle.eat()

結果如下

bird is eating
把所有父類Abstract_bird替換爲子類Eagle如下
eagle is flying
eagle is tweeting
bird is eating

以上代碼中，實現了父類Abstract_bird和子類Eagle，Abstract_bird類實現了三個方法，方法fly和tweet是抽象方法，方法eat是一般方法。子類Eagle中實現了自己特有的方法drink。以上代碼遵從了里氏替換原則：1 子類必須完全實現父類的抽象方法，但不能覆蓋父類的非抽象方法。2 子類可以實現自己特有的方法。因此，結果也符合預期。但如果讓父類的實例去替換子類的實例的話一定會出錯的，因爲父類中沒有子類特有的方法drink