设计模式七大原则：04-里氏替换原则

1、OO 中的继承性的思考和说明

1）继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。

2）继承在给程序设计带来便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带奶侵入性，程序的可移植性降低，增加对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障。

3）问题提出：在编程中，如何正确的使用继承？=> 里氏替换原则

2、基本介绍

1）里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）在 1988 年，由麻省理工学院的以为姓里的女士提出的。

2）如果对每个类型为 T1 的对象 O1，都有类型为 T2 的对象 O2，使得以 T1 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 T2 是类型 T1的子类型。换句话说，所有引用基类的地方必须能透明的使用其子类的对象。

3）在使用继承时，遵循里氏替换原则，在子类中尽量不要重写父类的方法。

4）里氏替换原则告诉我们，继承实际上让两个类耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖来解决问题。

3、一个程序引出的问题和思考

看个程序，思考下问题和解决思路

package com.wenze.principle.liskvo;

/**
 * 里氏替换原则演示
 *
 * @author wenze
 * @version 1.0
 * @Date 2023-10-16 08:54:04
 * @since 1.0
 */
public class Liskvo {
    public static void main(String[] args) {
        final A a = new A();
        System.out.println("11 - 3 = " + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1 - 8 = " + a.func1(1, 8));
        System.out.println("----------------------");

        final B b = new B();
        System.out.println("11 - 3 = " + b.func1(11, 3)); // 这里本意是求出 11 - 3
        System.out.println("1 - 8 = " + b.func1(1, 8));
        System.out.println("11 + 3 + 9 = " + b.func2(11, 3));
    }
}

class A {
    /**
     * 返回两个数的差
     *
     * @param num1 被减数
     * @param num2 减数
     * @return 差
     */
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

/**
 * 增加了一个新的功能，完成两个数相加，然后和 9 求和
 */
class B extends A {
    
    public int func1(final int num1, final int num2) {
        return num1 + num2;
    }

    public int func2(final int num1, final int num2) {
        return func1(num1, num2) + 9;
    }
}

4、解决方法

1）我们发现原来运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类 B 无意中重写了父类的方法，造成原有功能出现错误。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能，这样写起来虽然简单，但整个继承体系的复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候。

2）通用的做法是：原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖，聚合，组合等关系代替。

3）改进方案：

代码实现：

package com.wenze.principle.liskvo.imporve;

/**
 * 里氏替换原则-改进演示
 *
 * @author wenze
 * @version 1.0
 * @Date 2023-10-16 09:06:27
 * @since 1.0
 */
public class Liskvo {
    public static void main(String[] args) {
        final A a = new A();
        System.out.println("11 - 3 = " + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1 - 8 = " + a.func1(1, 8));
        System.out.println("----------------------");

        final B b = new B();
        // 因为 B 类不再继承 A 类，因此调用者不会再认为 func1 是求减法，调用完成的功能就会很明确
        System.out.println("11 + 3 = " + b.func1(11, 3));
        System.out.println("1 + 8 = " + b.func1(1, 8));
        System.out.println("11 + 3 + 9 = " + b.func2(11, 3));

        System.out.println("11 - 3 = " + b.func3(11, 3));
    }
}

/**
 * 创建一个更加基础的基类
 */

class Base {
    // 把更加基础的方法和成员放到 Base 类
}

class A extends Base{
    /**
     * 返回两个数的差
     *
     * @param num1 被减数
     * @param num2 减数
     * @return 差
     */
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

/**
 * 增加了一个新的功能，完成两个数相加，然后和 9 求和
 */
class B extends Base {
    // 如果 B 需要使用 A 类的方法，使用组合关系
    private A a = new A();

    public int func1(final int num1, final int num2) {
        return num1 + num2;
    }

    public int func2(final int num1, final int num2) {
        return func1(num1, num2) + 9;
    }

    public int func3(final int num1, final int num2) {
        return this.a.func1(num1, num2);
    }
}