Liskov替换原则

2.3.3  Liskov替换原则

Barbara Liskov于1988年提出了著名的替换原则："如果对于类型S的每个对象O1存在类型T的对象O2，那么对于所有定义了T的程序P来说，当用O1替换 O2并且S是T的子类型时，P的行为不会改变。"通俗地讲，就是子类型能够完全替换父类型，而不会让调用父类型的客户程序从行为上有任何改变。

Liskov替换原则 基于这样的一个事实，那就是客户程序在调用某一个类时，实际上是对该类的整个继承体系设定了一个契约，继承体系中的所有类必须遵循这一契约，即前置条件和 后置条件必须保持一致 。这就超越了继承中子类与父类之间形成的is-a关系，为对象继承加上了一把严格的枷锁。显然，Liskov替换原则对于约束继承的泛滥具有重要意义。

我个人认为，Liskov替换原则并不是要求子类不能新增父类没有的方法或者属性。因为从调用父类的客户程序的角度来说，它关心的仅仅是父类的行 为，只要子类对于父类的行为是可替换的，就不算是违背该原则。恰恰相反，当你发现父类拥有子类不希望继承，或者勉强继承会对子类造成破坏时 ，正可以说明这个继承体系可能存在问题，违背了Liskov替换原则。这就充分说明，子类并不关心父类的行为，但却需要遵循父类制定的规范或契约，以满足 客户调用父类的期望。正所谓"萧规曹随"，如果前人制定的规范我们不遵循，反而要去打破，那就不是继承，而是铁了心要另起炉灶了。

一个经典的违反Liskov替换原则的例子是正方形与矩形之间的关系。这样的例子在谈对象设计的原则时，已经啰嗦得够多，这里我就不再赘述了 。这个例子带来的教训就是，现实世界中继承的例子，不能够完全直接套用在程序世界中。不过，作为设计的参照物，现实世界的很多规律与法则，我们仍然不可忽 视。例如鲸鱼和鱼，应该属于什么关系？从生物学的角度看，鲸鱼应该属于哺乳动物，而不是鱼类。没错，在程序世界中我们可以得出同样的结论。如果让鲸鱼类去 继承鱼类，就完全违背了Liskov替换原则。因为鱼作为父类，很多特性是鲸鱼所不具备的，例如通过腮呼吸，以及卵生繁殖。那么，二者是否具有共性呢？ 有，那就是它们都可以在水中"游泳"，从程序设计的角度来说，它们都共同实现了一个支持"游泳"行为的接口。

如图2-7所示的设计，可以看做是解决违背Liskov替换原则的一种常规方案，即提取两者之间的共同点，定义一个更为通用的接口，或者新的父类。

 

图2-7  鲸鱼和鱼的关系