Java设计模式如何正确的使用继承？里氏替换原则的使用

Posted 2022-02-05 我是一棵卷心菜

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文章目录

• 前言
• 一、问题提出
• 二、基本介绍
• 三、代码对比
• • 代码一：
  • 代码二：
  • • 改进方案：
    • 类图演示：
    • 代码：
• 总结

前言

今天学习了如何正确的使用继承——里氏替换原则的使用。学习了里氏替换原则之后，感觉在java基础学习的时候，在使用继承的时候确实很随便，因为那样用起来很简单，很容易上手。把笔记分享给大家，希望大家喜欢📕

一、问题提出

• 继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏
• 继承在给程序设计带来便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低，增加对象间的耦合性，如果一个类被其它的类所继承，则当这个类需要修改的时候，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障

因此，在编程中，我们如何正确的使用继承？那么就来看看里氏替换原则的使用

二、基本介绍

• 在使用继承时，遵循里氏替换原则，在子类中尽量不要重写父类的方法
• 里氏替换原则告诉我们，继承实际上让两个类耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖来解决问题
• 如果对每个类型为O1的对象o1，都有类型为O2的对象o2，使得以O1定义的所有程序P在所有的对象o1都带换成o2时，程序P的行为没有发生变化，那么类型O2是类型O1的子类型。即所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象

介绍很抽象，下面来看看详细的代码对比，帮助我们理解概念！

三、代码对比

代码一：

public class One 
    public static void main(String[] args) 
        A a = new A();
        System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
        System.out.println("-----------------------");
        B b = new B();
        System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11-3
        System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
    

class A 
    // 返回两个数的差
    public int func1(int num1, int num2) 
        return num1 - num2;
    

// B类继承了A
// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
class B extends A 
    //这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
    public int func1(int a, int b) 
        return a + b;
    
    public int func2(int a, int b) 
        return func1(a, b) + 9;
    

运行结果：

我们可以发现，原来运行正常的相减功能发生了错误。原因很简单：类B无意重写了父类的方法，造成原有功能出现错误。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能，这样写起来虽然简单，但是整个继承体系的复用性会比较差，特别是运行多态比较频繁的时候。接下来看看代码二是如何运用里氏替换原则来解决问题的。

代码二：

改进方案：

原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖，聚合，组合等关系替代。

类图演示：

代码：

public class Two 
    public static void main(String[] args) 
        C c = new C();
        System.out.println("11-3=" + c.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + c.func1(1, 8));
        
        System.out.println("-----------------------");
        D d = new D();
        System.out.println("11+3=" + d.func1(11, 3));//这里本意是求出11+3
        System.out.println("1+8=" + d.func1(1, 8));// 1+8
        System.out.println("11+3+9=" + d.func2(11, 3));
        System.out.println("11-3=" + d.func3(11, 3));// 这里本意是求出11-3
    

//创建一个更加基础的基类
class Base 
    //把更加基础的方法和成员写到Base类

class C extends Base 
    public int func1(int num1, int num2) 
        return num1 - num2;
    

// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
class D extends Base 
    private C c = new C();
    public int func1(int a, int b) 
        return a + b;
    
    public int func2(int a, int b) 
        return func1(a, b) + 9;
    
    public int func3(int a, int b) 
        return c.func1(a, b);
    

运行结果：

代码二先创建一个基类Base，然后让类C和类D分别继承基类Base，最后类D把类C当成一个变量，巧妙的解决了问题。

总结

在使用继承的时候，子类可能会不小心的从写了父类的方法，造成意外。因此，我要在使用继承的时候，一定要注意这个地方的代码是否可以使用里氏替换原则，减少不必要的代码故障！！！