里式替换原则——面向对象程序设计原则

  • 2019 年 11 月 4 日
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定义

Liskov于1987年提出了一个关于继承的原则“Inheritance should ensure that any property proved about supertype objects also holds for subtype objects.”—— 继承必须确保超类所拥有的性质在子类中仍然成立.。通俗的来讲就是子类可以扩展父类的功能，但是不能改变父类原有的功能。

该原则称为Liskov Substitution Principle——里氏替换原则。

里氏替换原则主要阐述了有关继承的一些原则，也就是什么时候应该使用继承，什么时候不应该使用继承，以及其中蕴含的原理。里氏替换原是继承复用的基础，它反映了基类与子类之间的关系，是对开闭原则的补充，是对实现抽象化的具体步骤的规范。

意义

  1. 防止重写父类方法，出现父类复用性差的情况。

  2. 程序运行正确性的保证，即类的扩展不会给系统带来新的错误，降低了出错的可能性。因为子类重写了父类方法，在使用多态特性时，程序可能会出现不可预知的错误。

做法

  • 子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。

  • 子类中可以增加自己特有的方法。

  • 当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件（即方法的形参）要比父类方法的输入参数更宽松。

  • 当子类的方法实现父类的抽象方法时，方法的后置条件（即方法的返回值）要比父类更严格。

实践

在英雄联盟中，每个英雄到了6级都会拥有大招，大招的效果随着英雄等级提升而提升，盲僧的大招有伤害，杰斯的大招只是切换形态，没有伤害。我们在杰斯类中覆盖了父类的方法，导致调用getrDPS()方法出现了意料之外的错误。

（后话系列）对于这种情况我们应该将Hero再细分为两种子类，一种是大招有伤害类型，一种是无伤害类型，LeeSin和Jess分别继承他们，将Hero做成顶级类，只拥有管理等级的功能。

uml图

代码部分

英雄基类

/**   * 英雄基类   */  public class Hero {      /** R 技能伤害 */      private double rDPS;        /** 英雄等级 */      private int clas;        public void setClas(int clas){          this.clas = clas;      }        /**       * R技能伴随等级的变化       */      public void getrDPS(){          rDPS = 2100 / clas * 3.97;          System.out.println("R技能的伤害为" + rDPS);      }  }

盲僧

/**   * 盲僧   */  public class LeeSin extends Hero{}

杰斯

/**   * 杰斯   */  public class Jess extends Hero{      @Override      public void setClas(int clas) {          System.out.println("虽然我到6了，但咱大招么得伤害呀，就不用传值等级了，反正也没用");      }  }

测试类

public class Main {      public static void main(String[] args) {          Hero leeSin = new LeeSin();          leeSin.setClas(6);          leeSin.getrDPS();            Hero jess = new Jess();          jess.setClas(6);          jess.getrDPS();      }  }

因为杰斯大招没伤害，重写了父类的setClas(int clas)方法没有为clas赋值，故而在计算R技能伤害时发生了除零异常。

R技能的伤害为1389.5  虽然我到6了，但咱大招么得伤害呀，就不用传值等级了，反正也没用  Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

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