OO设计原则 -- Liskov Substitution Principle: 里氏替换原则(LSP)
概要
Functions that use pointers or references to base classesmust be able to use objects of derived classes without knowing it.
所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
即：
◇ 所以使用基类代码的地方，用派生类代码替换后，能够正确的执行动作处理。
◇ 换句话说，如果派生类替换了基类后，不能够正确执行动作，那么他们的继承关系就应该废除。
换个说法，只有满足以下2个条件的OO设计才可被认为是满足了LSP原则：
◇ 不应该在代码中出现if/else之类对子类类型进行判断的条件。以下代码就违反了LSP定义。
if (obj typeof Class1) {
do something
} else if (obj typeof Class2) {
do something else
}
◇ 子类应当可以替换父类并出现在父类能够出现的任何地方，
或者说如果我们把代码中使用基类的地方用它的子类所代替，代码还能正常工作。
里氏替换原则LSP是使代码符合开闭原则的一个重要保证。同时LSP体现了：
◇ 类的继承原则：如果一个继承类的对象可能会在基类出现的地方出现运行错误，
则该子类不应该从该基类继承，或者说，应该重新设计它们之间的关系。
◇ 动作正确性保证：从另一个侧面上保证了符合LSP设计原则的类的扩展不会给已有的系统引入新的错误。
类的继承原则：
Robert C. Martin氏在介绍Liskov Substitution Principle (LSP)的原文里，举了Rectangle和Square的例子。
这里沿用这个例子，但用Java语言对其加以重写，并忽略了某些细节只列出下面的精要
部分来说明 里氏替换原则 对类的继承上的约束。
//代码：
class Rectangle {
double width;
doubleheight;
public double getHeight() {
returnheight;
}
public void setHeight(doubleheight) {
this.height = height;
}
public double getWidth() {
returnwidth;
}
public void setWidth(doublewidth) {
this.width = width;
}
}
class Square extends Rectangle {
public void setHeight(doubleheight) {
super.setHeight(height);
super.setWidth(height);
}
public void setWidth(doublewidth) {
super.setHeight(width);
super.setWidth(width);
}
}
这里Rectangle是基类，Square从Rectangle继承。
这种继承关系有什么问题吗？
假如已有的系统中存在以下既有的业务逻辑代码：
void g(Rectangle r) {
r.setWidth(5);
r.setHeight(4);
if (r.getWidth() * r.getHeight() != 20) {
throw new RuntimeException();
}
}
则对应于扩展类Square，在调用既有业务逻辑时：
Rectangle square = newSquare();
g(square);
会抛出一个RuntimeException异常。这显然违反了LSP原则。
动作正确性保证：
因为LSP对子类的约束，所以为已存在的类做扩展构造一个新的子类时，
根据LSP的定义，不会给已有的系统引入新的错误。
Design by Contract
根据Bertrand Meyer氏提出的Design by Contract（DBC：基于合同的设计）概念的描述，
对于类的一个方法，都有一个前提条件以及一个后续条件，前提条件说明方法接受什么样的参数数据等，
只有前提条件得到满足时，这个方法才能被调用；同时后续条件用来说明这个方法完成时的状态，
如果一个方法的执行会导致这个方法的后续条件不成立，那么 这个方法也不应该正常返回。
现在把前提条件以及后续条件应用到继承子类中，子类方法应该满足：
１）前提条件不强于基类．
２）后续条件不弱于基类．
换 句话说，通过基类的接口调用一个对象时，用户只知道基类前提条件以及后续条件。
因此继承类不得要求用户提供比基类方法要求的更强的前提条件，
亦即，继承类方法必须接受任何基类方法能接受的任何条件（参数）。
同样，继承类必须顺从基类的所有后续条件，亦即，
继承类方法的行为和输出不得违反由基类建立起来的任 何约束，不能让用户对继承类方法的输出感到困惑。
这样，我们就有了基于合同的LSP，基于合同的LSP是LSP的一种强化。
在很多情况下，在设计初期我们类之间的关系不是很明确，
LSP则给了我们一个判断和设计类之间关系的基准：需不需要继承，以及怎样设计继承关系。
总结
LSP: 子类必须能够替换基类。
Subtypes must besubstitutable for their base types.
1. LSP关注的是怎样良好的使用继承.
2. 必须要清楚是使用一个Method还是要扩展它，但是绝对不是改变它。
3. LSP清晰的指出，OOD的IS-A关系是就行为方式而言，
行为方式是可以进行合理假设的，是客户程序所依赖的。
4. LSP让我们得出一个重要的结论：一个模型如果孤立的看，并不具有真正意义的有效性。
模型的有效性只能通过它的客户程序来表现。必须根据设计的使用者做出的合理假设来审视它。
而假设是难以预测的，直到设计臭味出现的时候才处理它们。
5. 对于LSP的违反也潜在的违反了OCP