里氏替換原則（Liskov Substitution Principle ，LSP）：

指的是任何基類(lèi)可以出現(xiàn)的地方，子類(lèi)一定可以出現(xiàn)。

定義1

如果對(duì)每一個(gè)類(lèi)型為T(mén)1的對(duì)象o1，都有類(lèi)型為T(mén)2的對(duì)象o2，使得以T1定義的所有程序P在所有的對(duì)象o1都替換成o2時(shí)，程序p的行為沒(méi)有發(fā)生變化，那么類(lèi)型T2是類(lèi)型T1的子類(lèi)型。

定義2

所有引用基類(lèi)的地方必須能透明地使用其子類(lèi)對(duì)象。

問(wèn)題由來(lái)

有一功能P1，由類(lèi)A完成。現(xiàn)需要將功能P1進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展后的功能為P，其中P由原功能P1與新功能P2組成。新功能P由類(lèi)A的子類(lèi)B來(lái)完成，則子類(lèi)B在完成新功能P2的同時(shí)，有可能會(huì)導(dǎo)致原有功能P1發(fā)生故障。

解決方案

當(dāng)使用繼承時(shí)，遵循里氏替換原則。類(lèi)B繼承類(lèi)A時(shí)，除添加新的方法完成新增功能P2外，盡量不要重寫(xiě)父類(lèi)A的方法，也盡量不要重載父類(lèi)A的方法。

里氏替換原則包含了四層含義

1.子類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)父類(lèi)的抽象方法，但是不能覆蓋父類(lèi)的非抽象方法。

實(shí)踐，以槍為例，看一下類(lèi)圖

槍支類(lèi)圖

槍支的抽象類(lèi)：

public abstract class AbstractGun {public abstract void shoot(); }

手槍，步槍實(shí)現(xiàn)類(lèi)：

public class HandGun extends AbstractGun {public void shoot() {System.out.println("手機(jī)射擊"); } } public class Rifle extends AbstractGun {public void shoot() {System.out.println("步槍射擊"); } }

士兵實(shí)現(xiàn)類(lèi)：

public class Soldier {private AbstractGun gun;public void setGun(AbstractGun gun) {this.gun = gun;}public void killEnemy() {System.out.println("士兵殺敵人");gun.shoot();} }

場(chǎng)景類(lèi)：

public class Client {public static void main(String[] args) {Soldier sanMao = new Soldier();sanMao.setGun(new Rifle());sanMao.killEnemy();} }

注意

在類(lèi)中調(diào)用其他類(lèi)時(shí)務(wù)必要使用父類(lèi)或者接口（例如Solider類(lèi)的setGun(AbstractGun gun)方法），否則說(shuō)明類(lèi)的設(shè)計(jì)已經(jīng)違背了LSP原則。

現(xiàn)在有個(gè)玩具槍該怎么定義？直接繼承AbstractGun類(lèi)嗎？如下：

public class ToyGun extends AbstractGun {@Overridepublic void shoot() {//玩具槍不能像真槍殺敵，不實(shí)現(xiàn)} }

現(xiàn)在的場(chǎng)景類(lèi)：

public class Client {public static void main(String[] args) {Soldier sanMao = new Soldier();sanMao.setGun(new ToyGun());sanMao.killEnemy();} }

在這種情況下，士兵拿著玩具槍殺敵，發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)調(diào)用類(lèi)已經(jīng)出現(xiàn)了問(wèn)題，正常的業(yè)務(wù)邏輯運(yùn)行結(jié)果是不正確的。（因?yàn)橥婢邩尣⒉荒軞?#xff09;ToyGun應(yīng)該脫離繼承，建立一個(gè)獨(dú)立的類(lèi)，可以與AbstractGun建立關(guān)聯(lián)委托關(guān)系。類(lèi)圖如下：

玩具槍與真實(shí)槍分離

按照繼承的原則，ToyGun繼承AbstractGun是沒(méi)有問(wèn)題的，但是在具體應(yīng)用場(chǎng)景中就需考慮：子類(lèi)是否能夠完整地實(shí)現(xiàn)父類(lèi)的業(yè)務(wù)，否則就會(huì)出現(xiàn)上面的情況拿玩具槍殺敵。

注意

如果子類(lèi)不能完整地實(shí)現(xiàn)父類(lèi)的方法，或者父類(lèi)的某些方法在子類(lèi)中發(fā)生重寫(xiě)或者重載，則建議斷開(kāi)父子繼承關(guān)系，采用依賴(lài)、聚集、組合等關(guān)系代替繼承。

2 子類(lèi)中可以增加自己特性

子類(lèi)當(dāng)然可有自己的方法和屬性。里氏替換原則可以正著用，但是不能反著用，在子類(lèi)出現(xiàn)的地方，父類(lèi)未必可以勝任。

再說(shuō)下面兩層含義之前先要明白 重載 重寫(xiě)(覆蓋) 的區(qū)別:

重寫(xiě)（覆蓋）的規(guī)則：

重載的規(guī)則：

3 類(lèi)的方法重載父類(lèi)的方法時(shí)，方法的前置條件(形參)要比父類(lèi)方法的輸入?yún)?shù)更寬松.

實(shí)例：

public class Father {public Collection doSomething(HashMap map){System.out.println("父類(lèi)被執(zhí)行了");return map.values();} } public class Son extends Father{public Collection doSomething(Map map){System.out.println("子類(lèi)被執(zhí)行了");return map.values();} } public class Client{public static void main(String[] args) {invoker();}public static void invoker(){Son son = new Son();//子類(lèi)對(duì)象HashMap map=new HashMap<>();son.doSomething(map);} }

運(yùn)行是”父類(lèi)被執(zhí)行了”，這是正確的，父類(lèi)方法的參數(shù)是HashMap類(lèi)型，而子類(lèi)的方法參數(shù)是Map類(lèi)型，子類(lèi)的參數(shù)類(lèi)型范圍比父類(lèi)大，那么子類(lèi)的方法永遠(yuǎn)也不會(huì)執(zhí)行。

4 覆寫(xiě)或者實(shí)現(xiàn)父類(lèi)的方法時(shí)輸出結(jié)果(返回值)可以被縮小

父類(lèi)的一個(gè)方法的返回值是一個(gè)類(lèi)型T，子類(lèi)的相同方法（重載或者重寫(xiě)）的返回值為S，那么里氏替換原則就要求S必須小于等于T。

總結(jié)

有子類(lèi)出現(xiàn)的地方父類(lèi)未必就可以出現(xiàn)

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式：里氏替换原则的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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