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【设计模式】Liskov替换原则

article 2024/10/25 4:49:51

文章目录

- - LSP原则的定义
  - 关键点
  - 示例
  - 遵循LSP原则的示例
  - 示例2
  - 结论

Liskov替换原则（Liskov Substitution Principle，简称LSP）是面向对象设计中的五大基本原则之一，由Barbara Liskov在1987年提出。LSP原则的核心思想是： 子类对象必须能够替换掉基类对象，并且程序的行为不会发生变化。换句话说，程序中的任何地方使用基类对象时，都应该能够透明地使用其子类对象，而不影响程序的正确性。

LSP原则的定义

LSP原则可以通过以下方式定义：

如果S是T的一个子类型，那么类型为T的对象可以被类型为S的对象替换，而不会改变程序的任何性质（如正确性、任务完成能力等）。

关键点

行为一致性：子类应当保持基类的行为一致性，不应改变基类的行为。
契约（Contract）遵守：子类应当遵守基类的契约（如方法的前置条件、后置条件和不变式）。
不违反基类的约定：子类不应该违反基类中定义的约定和约束。

示例

以下是一个违反LSP原则的示例：

// 矩形
class Rectangle {
    private int width;
    private int height;

    public void setWidth(int width) {
        this.width = width;
    }

    public void setHeight(int height) {
        this.height = height;
    }

    public int getWidth() {
        return width;
    }

    public int getHeight() {
        return height;
    }

    public int getArea() {
        return width * height;
    }
}
// 正方形
class Square extends Rectangle {
    @Override
    public void setWidth(int width) {
        super.setWidth(width);
        super.setHeight(width); // 违反LSP原则
    }

    @Override
    public void setHeight(int height) {
        super.setHeight(height);
        super.setWidth(height); // 违反LSP原则
    }
}

在上述代码中，Square类继承了Rectangle类，但它违反了LSP原则，因为它改变了Rectangle类的行为。具体来说，Square类在设置宽度和高度时，强制将宽度和高度设置为相同的值，这与Rectangle类的行为不一致。

遵循LSP原则的示例

为了遵循LSP原则，可以将矩形和正方形的共同行为抽象到一个接口或抽象类中，然后分别实现这些行为：

interface Shape {
    int getArea();
}

class Rectangle implements Shape {
    private int width;
    private int height;

    public Rectangle(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public int getWidth() {
        return width;
    }

    public int getHeight() {
        return height;
    }

    @Override
    public int getArea() {
        return width * height;
    }
}

class Square implements Shape {
    private int side;

    public Square(int side) {
        this.side = side;
    }

    public int getSide() {
        return side;
    }

    @Override
    public int getArea() {
        return side * side;
    }
}