面向對象六大原則（三）：里氏替換原則

一、概述

里氏替換原則（Liskov Substitution Principle ，縮寫：LSP），原則說任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。LSP是繼承複用的基石，只有當衍生類可以替換掉基類，軟件單位的功能不受到影響時，基類才能真正被複用，而衍生類也能在基類的基礎上增加新的行爲。

二、核心原理

里氏替換原則的核心原理是抽象，抽象又依賴於繼承這個特性，在OOP中，繼承的優缺點相當明顯，主要有以下幾點

優點：1.代碼重用，減少創建類的成本，每個子類都擁有父類的方法和屬性；2.子類與父類基本相似，但又與父類有所區別；3.提高代碼的可擴展性。

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.可能造成子類代碼冗餘、靈活性降低，因爲子類必須擁有父類的屬性和方法。

三、實現方法

下面引用《Android源碼設計模式解析與實戰》一書中簡單示例：

//窗口類
    public class Window{
        public void show(View child){
            child.draw();
        }
    }

    //建立視圖抽象，測量視圖的寬高爲公用代碼，繪製實現交給具體的子類
    public abstract class View{
        public abstract void draw();
        public void measure(int width, int height){
            //測量視圖大小
        }
    }

    //Button的具體實現
    public class Button extends View{
        @Override
        public void draw() {
            //繪製按鈕
        }
    }

    //TextView的具體實現
    public class TextView extends View{
        @Override
        public void draw() {
            //繪製文本
        }
    }

上述示例中，Window依賴於View，而View定義了一個視圖抽象，measure是各個子類共享的方法，子類通過複寫View的draw方法實現具有各自特色的功能，在這裏，這個功能就是繪製自身的內容。任何繼承自View類的子類都可以設置給show方法，也就是所說的里氏替換。通過里氏替換，就可以自定義各式各樣、千變萬化的View，然後傳遞給Window，Window負責組織View，並且將View顯示在屏幕上。

上一篇博客 “面向對象六大原則（二）：開閉原則” 中的示例也很好地反應了里氏替換原則，即MemoryCache、DiskCache、DoubleCache都可以替換ImageCache的工作，並且能夠保證行爲的正確性。ImageCache建立了獲取緩存圖片、保存緩存圖片的接口規範，MemoryCache等根據接口規範實現了相應的功能，用戶只需要在使用時指定具體的緩存對象就可以動態地替換ImageLoader中的緩存策略。這就使得ImageLoader的緩存系統具有了無限的可能性，也就是保證了可擴展性。

四、分析

里氏替換原則就是建立抽象，通過抽象建立規範，具體的實現在運行時替換掉抽象，保證系統的擴展性、靈活性。

開閉原則與里氏原則往往是生死相依、不離不棄，通過里氏替換來達到對擴展開放，對修改關閉的效果。然而，這兩個原則都同時強調了一個OOP的重要特性——抽象，因此，在開發過程中運用抽象是走向代碼優化的重要一步。