六大设计原则-里氏替换原则

六大设计原则-里氏替换原则

2.里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)(LSP)定义: 所有引用基类的地方必须能透明的使用子类对象里氏替换原则：就是说当在程序中将一个对象替换成他的子类时，程序可以继续原有的行为，他察觉不出符类和子类的区别。但是反过来却不成立，如果一个程序使用的是一个子类的话，他不一定适用于父类。 以电脑举例：电脑有CPU，电脑就是程序实体，CPU就是它使用的基类，CPU又有子类IntelCpu。 public class Cpu { public void work(){ System.out.println("CPU在工作"); } } public class IntelCpu extends Cpu { @Override public void work() { System.out.println("英特尔CPU工作"); } } public class Computer { private Cpu cpu; public void run() { this.cpu.work(); } public Cpu getCpu() { return cpu; } public void setCpu(Cpu cpu) { this.cpu = cpu; } } 电脑依赖的是父类，此时将Cpu换成Intel类型的，电脑仍能正常工作，它察觉不到任何改变，这符合里氏替换原则。 而反过来，假设现在有一台电脑，它只能使用IntelCpu才能工作。 public class IntelCpuComputer { private IntelCpu cpu; public void run() { this.cpu.work(); } public IntelCpu getCpu() { return cpu; } public void setCpu(IntelCpu cpu) { this.cpu = cpu; } } 如果此时将IntelCpu替换成父类CPU，那么计算机就不能正常工作，因为它只有在使用IntelCpu时才能正常工作。 public static void main(String[] args) { IntelCpuComputer computer = new IntelCpuComputer(); computer.setCpu(new Cpu());//报错 } 再比如说，我们都知道在数学上正方形是特殊的长方形，那么能不能说正方形就是长方形的子类呢？ 我们用代码表示一下正方形和长方形： /** * 长方形 * @author ZhaoShuai * @date Create in 2020/4/12 **/ public class Rectangle { private Integer height; private Integer width; public Integer getHeight() { return height; } public void setHeight(Integer height) { this.height = height; } public Integer getWidth() { return width; } public void setWidth(Integer width) { this.width = width; } } /** * 正方形 * @author ZhaoShuai * @date Create in 2020/4/12 **/ public class Square { private Integer side; public Integer getSide() { return side; } public void setSide(Integer side) { this.side = side; } } 我们都知道，父类是通过抽取子类的共性封装而成的，从上面代码中可以看出，长方形和正方形的结构式不同的，长方形有长和宽的属性，而正方形只有变长的属性。因此，正方形不是长方形的子类，当然也可以强行来继承长方形作为父类，但是我们不是为了继承而继承，这种为了继承而继承的情况也是不属于里氏替换原则的。 package com.xiazhi.principle.lsp; /** * @author ZhaoShuai * @date Create in 2020/4/12 **/ public class SquareExtendsRectangle extends Rectangle { private Integer side; @Override public void setHeight(Integer height) { this.setSide(height); } @Override public void setWidth(Integer width) { this.setSide(width); } @Override public Integer getHeight() { return this.getSide(); } @Override public Integer getWidth() { return this.getSide(); } public Integer getSide() { return side; } public void setSide(Integer side) { this.side = side; } } 可以看出，我们给正方形强行继承了长方形，然后我们写一个测试类： public static void main(String[] args) { System.out.println("============长方形=============="); Rectangle rectangle = new Rectangle(); rectangle.setHeight(10); rectangle.setWidth(20); print(rectangle); System.out.println("============正方形=============="); Rectangle square = new SquareExtendsRectangle(); square.setHeight(10); print(square); } private static void print(Rectangle rectangle) { System.out.println("高："+rectangle.getHeight()); System.out.println("宽：" + rectangle.getWidth()); } 测试后我们发现好像能正常运行，此时我们再加一个方法： public static void main(String[] args) { System.out.println("============长方形=============="); Rectangle rectangle = new Rectangle(); rectangle.setHeight(10); rectangle.setWidth(20); test(rectangle); System.out.println("============正方形=============="); Rectangle square = new SquareExtendsRectangle(); square.setHeight(10); test(square); } private static void print(Rectangle rectangle) { System.out.println("高："+rectangle.getHeight()); System.out.println("宽：" + rectangle.getWidth()); } private static void test(Rectangle rectangle) { while (rectangle.getWidth() >= rectangle.getHeight()) { rectangle.setHeight(rectangle.getHeight()+1); print(rectangle); } } 运行后可以发现， 长方形可以正常运行，而正方形却会出现死循环，因此这种是不符合里氏替换原则的。因为引用父类的地方无法使用子类对象。 在类的设计时，根据依赖倒置原则，要使用抽象类或接口，如果不能使用抽象类或者接口，那么就说明设计违背了里氏替换原则（LSP）

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