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里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说#xff0c;任何基类可以出现的地方#xff0c;子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石#xff0c;只有当衍生类可以替换掉基类#xff0c;软件单位的功能不受到影…
1.概念
里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说任何基类可以出现的地方子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石只有当衍生类可以替换掉基类软件单位的功能不受到影响时基类才能真正被复用而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。
通俗的讲
1.所有引用基类的地方必须能透明的使用其子类的对象。其父类可以替换成子类而子类不能替换成父类
2.子类可以扩展父类的功能但不能改变父类原有的功能 2.举例
例如鸟一般都会飞行如燕子的飞行速度大概是每小时 120 千米。但是新西兰的几维鸟由于翅膀退化无法飞行。假如要设计一个实例计算这两种鸟飞行 300 千米要花费的时间。显然拿燕子来测试这段代码结果正确能计算出所需要的时间但拿几维鸟来测试结果会发生“除零异常”或是“无穷大”明显不符合预期类图如下
未遵守里氏替换原则 package com.example.demo.principle;public class LSPtest {public static void main(String[] args) {Bird bird1 new Swallow();Bird bird2 new BrownKiwi();bird1.setSpeed(120);bird2.setSpeed(120);System.out.println(如果飞行300公里);try {System.out.println(燕子将飞行 bird1.getFlyTime(300) 小时.);System.out.println(几维鸟将飞行 bird2.getFlyTime(300) 小时。);} catch (Exception err) {System.out.println(发生错误了!);}}
}//鸟类
class Bird {double flySpeed;public void setSpeed(double speed) {flySpeed speed;}public double getFlyTime(double distance) {return (distance / flySpeed);}
}//燕子类
class Swallow extends Bird {
}//几维鸟类
class BrownKiwi extends Bird {public void setSpeed(double speed) {flySpeed 0;}}------------------ 运行结果 --------------------------如果飞行300公里
燕子将飞行2.5小时.
几维鸟将飞行Infinity小时。Process finished with exit code 0
这个设计存在的问题 几维鸟类重写了鸟类的 setSpeed(double speed) 方法这违背了里氏替换原则。 燕子和几维鸟都是鸟类但是父类抽取的共性有问题几维鸟的的飞行不是正常鸟类的功能需要特殊处理应该抽取更加共性的功能。
遵守里氏替换原则
优化
取消几维鸟原来的继承关系定义鸟和几维鸟的更一般的父类如动物类它们都有奔跑的能力。几维鸟的飞行速度虽然为 0但奔跑速度不为 0可以计算出其奔跑 300 千米所要花费的时间。 package com.example.demo.principle;public class Lsptest2 {public static void main(String[] args) {Animal animal1 new Bird();Animal animal2 new BrownKiwi();animal1.setRunSpeed(120);animal2.setRunSpeed(180);System.out.println(如果奔跑300公里);try {System.out.println(鸟类将奔跑 animal1.getRunSpeed(300) 小时.);System.out.println(几维鸟将奔跑 animal2.getRunSpeed(300) 小时。);Bird bird new Swallow();bird.setFlySpeed(150);System.out.println(如果飞行300公里);System.out.println(燕子将飞行 bird.getFlyTime(300) 小时.);} catch (Exception err) {System.out.println(发生错误了!);}}
}/*** 动物类抽象的功能更加具有共性*/class Animal{Double runSpeed;public void setRunSpeed(double runSpeed) {this.runSpeed runSpeed;}public double getRunSpeed(double distince) {return distince/runSpeed;}}/*** 鸟类继承动物类*/class Bird extends Animal{double flySpeed;public void setFlySpeed(double flySpeed) {this.flySpeed flySpeed;}public double getFlyTime(double distince) {return distince/flySpeed;}}/*** 几维鸟继承动物类*/class BrownKiwi extends Animal{}/*** 燕子继承鸟类 飞行属于燕子的特性*/class Swallow extends Bird{}--------- 运行结果 -----------------
如果奔跑300公里
鸟类将奔跑2.5小时.
几维鸟将奔跑1.6666666666666667小时。
如果飞行300公里
燕子将飞行2.0小时.
3.优点 代码共享减少创建类的工作量每个子类都拥有父类的方法和属性 提高代码的重用性 提高代码的可扩展性 提高产品或项目的开放性 4.缺点 继承是侵入性的。只要继承就必须拥有父类的所有属性和方法 降低代码的灵活性。子类必须拥有父类的属性和方法让子类自由的世界中多了些约束 增强了耦合性。当父类的常量、变量和方法被修改时需要考虑子类的修改而且在缺乏规范的环境下这种修改可能带来非常糟糕的结果————大段的代码需要重构。
