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OOP之里氏代换原则

  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-原则的补充。实现-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。

  一般而言,违反里氏代换原则的,也违背-原则,反过来不一定成立。

  LSP讲的是基类和子类的关系。只有当这种关系存在时,里氏代换关系才存在。如果两个具体的类AB之间的关系违反了LSP的设计,(假设是从BA的继承关系)那么根据具体的情况可以在下面的两种重构方案中选择一种。

  -----创建一个新的抽象类C,作为两个具体类的超类,将AB的共同行为移动到C中来解决问题。

  -----BA的继承关系改为委派关系。

  为了说明,我们先用第一种方法来看一个例子,第二种办法在另外一个原则中说明。我们就看那个著名的长方形和正方形的例子。对于长方形的类,如果它的长宽相等,那么它就是一个正方形,因此,长方形类的对象中有一些正方形的对象。对于一个正方形的类,它的方法有个setSidegetSide,它不是长方形的子类,和长方形也不会符合LSP

  eg:

  长方形类:

  public class Rectangle{

  ...

  setWidth(int width){

  this.width=width;

  }

  setHeight(int height){

  this.height=height

  }

  }

  正方形类:

  public class Square{

  ...

  setWidth(int width){

  this.width=width;

  this. height=width;

  }

  setHeight(int height){

  this.setWidth(height);

  }

  }

  例子中改变边长的函数:

  public void resize(Rectangle r){

  while(r.getHeight()<r.getWidth){

  r.setHeight(r.getWidth+1);

  }

  }

  那么,如果让正方形当做是长方形的子类,会出现什么情况呢?我们让正方形从长方形继承,然后在它的内部设置width等于height,这样,只要width或者height被赋值,那么widthheight会被同时赋值,这样就保证了正方形类中,widthheight总是相等的.现在我们假设有个客户类,其中有个方法,规则是这样的,测试传入的长方形的宽度是否大于高度,如果满足就停止下来,否则就增加宽度的值。现在我们来看,如果传入的是基类长方形,这个运行的很好。根据LSP,我们把基类替换成它的子类,结果应该也是一样的,但是因为正方形类的widthheight会同时赋值,这个方法没有结束的时候,条件总是不满足,也就是说,替换成子类后,程序的行为发生了变化,它不满足LSP

  那么我们用第一种方案进行重构,我们构造一个抽象的四边形类,把长方形和正方形共同的行为放到这个四边形类里面,让长方形和正方形都是它的子类,问题就OK了。对于长方形和正方形,取widthheight是它们共同的行为,但是给widthheight赋值,两者行为不同,因此,这个抽象的四边形的类只有取值方法,没有赋值方法。上面的例子中那个方法只会适用于不同的子类,LSP也就不会被破坏。

  在进行设计的时候,我们尽量从抽象类继承,而不是从具体类继承。如果从继承等级树来看,所有叶子节点应当是具体类,而所有的树枝节点应当是抽象类或者接口。当然这个只是一个一般性的指导原则,使用的时候还要具体情况具体分析。

posted on 2008-12-16 14:24 肥仔 阅读(451) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: OOP


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