23种设计模式之里氏替换原则

Posted 2021-10-17 暴躁的程序猿啊

里氏替换原则

OO中的继承性的思考和说明

1.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。

2.继承再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，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，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。

3.问题提出：在编程中，如何正确的使用继承？ 里氏替换原则

里氏替换原则：是在1988年，麻省理工的一位姓里的女士提出的

如果对每个类型为T1的对象o1，都有类型T2的对象o2，使得以T1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T2是类型T1的子类型。换句话说，所有引基类的地方必须能透明的使用其子类的对象。

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。

里氏替换原则的案例

/**
 * 里氏替换原则
 *
 * @create: 2021/9/26
 * @author: Tony Stark
 */
public class Liskov {
    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));
        B b = new B();
        System.out.println("11-3="+b.func1(11,3));
        System.out.println("1-8="+b.func1(1,8));
        System.out.println("11+3+9="+b.func2(11,3));

    }
}

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

/**
 * B类继承了A  增加了一个新的功能 完成两个数相加  然后和9求和
 */
class B extends A{
    @Override
    public int func1(int a, int b) {
        return a+b;
    }
    public int func2(int a,int b){
        return func1(a,b)+9;
    }
}

输出

11-3=8
1-8=-7
11-3=14
1-8=9
11+3+9=23

这里我们B类的本意是调用方法进行 11-3的运算 但是因为我们B类重写了A类的方法 导致我们的11-3的结果变为了14

我们发现原来正常运行的相减功能发生了错误。原因就是类B无意中重写了父类的方法造成了原有功能出现错误

通用的做法：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，组合等关系代替。

/**
 * 里氏替换原则
 *
 * @create: 2021/9/26
 * @author: Tony Stark
 */
public class Liskov {
    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));
        B b = new B();
        //因为B类不再继承A类因此调用者不会再认为 func1是求减法
        System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));
        System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));

        //使用组合仍然可以使用A的相关方法
        
    }
}

/**
 * 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类中

}

/**
 *
 */
class A extends Base {
    /**
     * 返回两个数的差
     *
     * @param num1
     * @param num2
     * @return
     */
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

/**
 * B类继承了A  增加了一个新的功能 完成两个数相加  然后和9求和
 */
class B extends Base {
    /**
     *如果B需要使用A的方法需要用到组合关系
     */
    private A a=new A();
    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }
    /**
     * 仍然想使用A类的方法
     */
    public int func3(int a,int b){
        return this.a.func1(a,b);
    }
}

输出

11-3=8
1-8=-7
11+3=14
1+8=9
11+3+9=23

此时我们要还想使用A的方法怎么办

System.out.println("11-3="+b.func3(11,3));

public class Liskov {
    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));
        B b = new B();
        //因为B类不再继承A类因此调用者不会再认为 func1是求减法
        System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));
        System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));

        //使用组合仍然可以使用A的相关方法
        System.out.println("11-3="+b.func3(11,3));
    }
}

输出

11-3=8
1-8=-7
11+3=14
1+8=9
11+3+9=23
11-3=8

组合的方式依然可以使用A的方法
本文学习借鉴了尚硅谷老师的视频
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