Java里氏替换原则

时间:2022-05-23 温故知新之java 人气:0

定义

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP），官方定义如下：如果对每一个类型为S的对象o1，都有类型为T的对象o2，使得以T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S是类型T的子类型，所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。则通俗的来讲：子类可以扩展父类的功能，但是子类不能修改父类原有的功能里氏替换原则就是给继承性的使用制定了规范

案例

需求

现在有一个计算器（父类）可以完成加减乘除，定义其子类，来演示继承可能出现的问题

方案一

定义计算器类Calculator.java

/**
 * 计算器类
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Calculator {
    //定义加法功能
    public int add(int a,int b){
        return a + b;
    }
    //定义减法功能
    public int sub(int a,int b){
        return a - b;
    }
}

定义超级计算器类SuperCalculator.java

/**
 * 超级计算器类
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class SuperCalculator extends Calculator{
    //增补需求，两数相加再加5
    @Override
    public int add(int a,int b){
        return a + b + 5;
    }
    //希望两数相加之和与100求差
    public int mul(int a,int b){
        int count = add(a, b);
        return 100 - count;
    }
}

定义测试类Test1.java

/**
 * 测试类1
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Test1 {

    public static void main(String[] args) {
        int result = new Calculator().add(4,6);
        System.out.println("4和6之和为:" + result);

        int mul = new SuperCalculator().mul(4,6);
        System.out.println("4和6之和与100相差:" + mul);
    }
}

测试结果：可以看到4和6之后与100相差的结果为85，明显是错误的答案。错误的原因就是SuperCalculator类继承Calculator类之后，重写了add方法，最终在调用的时候产生了错误的答案

方案二

定义基础类Base.java

/**
 * 基础类
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:36
 * @version:1.0
 */
public class Base {
    
}

改造后的超级计算器类SuperCalculatorNew.java

/**
 * 超级计算器类
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class SuperCalculatorNew extends Base{

    private Calculator calculator = new Calculator();

    //增补需求，两数相加再加5
    public int add(int a,int b){
        return a + b + 5;
    }
    //希望两数相加之和与100求差
    public int mul(int a,int b){
        int count = calculator.add(a, b);
        return (100 - count);
    }
}

测试类Test2.java

/**
 * 测试类2
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Test2 {

    public static void main(String[] args) {
        int result = new Calculator().add(4,6);
        System.out.println("4和6之和为:" + result);

        int mul = new SuperCalculatorNew().mul(4,6);
        System.out.println("4和6之和与100相差:" + mul);
    }
}

测试结果：可以看到测试结果正确

对比分析

方案一，直接继承计算器类，并重写了父类的非抽象方法add，导致在调用的时候产生了错误的结果方案二，继承基础base类，并注入计算器类Calculator类作为依赖，遵守里氏替换原则，得出正确的结果

总结

1.子类可以实现父类的抽象方法，但是不能覆盖父类的非抽象方法

2.子类中可以扩展自己的方法

3.里氏替换原则并非让我们尽量避免使用继承

4.里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一

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