里氏替换原则

里氏替换原则的由来

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle LSP)是由麻省理工学院计算机科学实验室的Liskov（里斯科瓦）女生提出的。
在1987年的OOPSLA大会上发表的一篇文《DataAbstractionand Hierarchy》里面提出来的，主要阐述了有关继承的一些规则, 就是什么时候使用继承，什么时候不应该使用继承，以及其中蕴含的原理。

 

里氏替换原则的定义　　　

第一种定义:If for each object o1 of type S there is an object o2 of type T such that for all programs P defined in terms of T, the behavior of P is unchanged when o1 is substituted for o2 then S is a subtype of T.

如果对每一个类型为T1的对象o1,都有类型为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。

第二种定义:Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.

所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象

 

里氏替换原则的含义

1.子类必须完全实现父类的方法

2.子类可以增加自己特有的方法

3.覆盖或实现父类的方法时输入参数可以被放大

4.覆盖或实现父类的方法时输出结果可以被缩小

 

里氏替换原则的例子

　　　A类实现两个数相减的功能 

public class A
    {
        public int fun1(int a, int b)
        {
            return a - b;
        }
    }
class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            A a = new A();
            Console.WriteLine("100-50="+a.fun1(100,50));
            Console.WriteLine("100-80="+a.fun1(100, 80));
            Console.Read();
        }
    }

 

显示结果
后来，我们需要增加一个新的功能：完成两数相加，然后再与100求和，由类B来负责 

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            B b = new B();
            Console.WriteLine("100-50="+b.fun1(100,50));
            Console.WriteLine("100-80="+b.fun1(100, 80));
            Console.WriteLine("100+20+100="+b.fun2(100, 20));
            Console.Read();
        }
    }

    public class B : A
    {
        public int fun1(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }

        public int fun2(int a,int b)
        {
            return fun1(a, b) + 100;
        }
　　　}

显示结果　　

我们发现原本运行正常的相减功能发生了错误。
原因就是类B在给方法起名时无意中重写了父类的方法，造成所有运行相减功能的代码全部调用了类B重写后的方法，造成原本运行正常的功能出现了错误。
类B继承类A时，除添加新的方法完成新增功能P2外，尽量不要重写父类A的方法，也尽量不要重载父类A的方法。
如果非要重写父类的方法，比较通用的做法是：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。

 

我的理解

里氏替换原则是为了保证继承的正确性而存在的。
根本要求就是父类出现的地方子类能够替换,如果不能替换就是不合理的继承。
比如鸵鸟不是鸟的问题,一般来说鸟都会飞的,鸵鸟可以继承鸟,但他不会飞。当父类鸟出现时要用到飞的方法时，鸵鸟是不能替换它的，因为他不会飞,所以他不是鸟。
这时我们可以针对接口和抽象来编程,把飞的方法放到一个接口中。父类中凡是已经实现好的方法（相对于抽象方法而言），
实际上是在设定一系列的规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约，
但是如果子类对这些非抽象方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。