[设计模式] 浅谈里氏替换原则
里氏替换原则
原则说明： 里氏替换原则（Liskov Substitution principle）是对子类型的特别定义，派生类（子类）对象可以在程序中代替其基类（超类）对象。
为什么要遵守该原则
违反里氏替换原则会导致代码的复杂性增加，可读性降低，同时也会增加代码修改的难度。当一个子类不能完全替代其父类时，这就增加了出错的可能性。
按我自己遇到的场景去理解，我调用了一个计算面积的方法，而子类无法完全替代超类，导致一个Bug的产生。下面就是一个简单的案例。
用一个简单的例子说明
假定我们有两个类，一个是矩形，一个是正方形继承矩形。
public class Rectangle {
private int width;
private int height;
public void setWidth(int width) {
this.width = width;
}
public void setHeight(int height) {
this.height = height;
}
public int getArea() {
return this.width * this.height;
}
}
public class Square extends Rectangle {
@Override
public void setWidth(int width) {
super.setWidth(width);
super.setHeight(width);
}
@Override
public void setHeight(int height) {
super.setWidth(height);
super.setHeight(height);
}
}有个计算面积的方法。如果你传入一个矩形对象，这个函数会打印20，这是正确的。但是如果你传入一个正方形对象，由于正方形的宽度和高度总是相等的，所以无论你怎么设置，它们总是会被设置为相同的值，这个函数会打印16或25，这就是错误的。
public void calculateArea(Rectangle r) {
r.setWidth(5);
r.setHeight(4);
System.out.println(r.getArea());
}遵守里氏替换原则，因为正方形类不能完全替代矩形类。我们应该将正方形类从矩形类中分离出来，使它们成为两个独立的类：
public class Rectangle {
private int width;
private int height;
public void setWidth(int width) {
this.width = width;
}
public void setHeight(int height) {
this.height = height;
}
public int getArea() {
return this.width * this.height;
}
}
public class Square {
private int side;
public void setSide(int side) {
this.side = side;
}
public int getArea() {
return this.side * this.side;
}
}符合里氏替换原则的继承
如果子类可以完全替代父类的行为，那么这个继承就是符合里氏替换原则的。
例如，有一个动物类和一个狗类，动物类的职责是吃，狗类的职责也是吃，那么狗类就可以完全替代动物类的职责，这个继承就是符合里氏替换原则的。
public class Animal {
public void eat() {
System.out.println("Animal is eating");
}
}
public class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("Dog is eating");
}
}如何避免违反里氏替换原则
- 从行为出发来设计。在做抽象或设计时，不只是要从模型概念出发，还要从行为出发。
- 明确职责，确保子类可以完全替代父类的职责
- 契约设计，时刻保持派生类与基类的契约不被破坏。