设计模式六大原则2：里氏替换原则

from http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7281833

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。”也就是说，当一个子类的实例应该能够替换任何其超类的实例时，它们之间才具有is-A关系

理解为:

说明：子类型必须能够替换它们的基类型。一个软件实体如果使用的是一个基类，那么当把这个基类替换成继承该基类的子类，程序的行为不会发生任何变化。软件实体察觉不出基类对象和子类对象的区别。(也就是 说如果基类有一个对子类继承抽象方法，子类调用不会改变基类所要表达的意思，子类 和基类 调用同样的方法毫无区别)

优点：可以很容易的实现同一父类下各个子类的互换，而客户端可以毫不察觉。

继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法（相对于抽象方法而言），实际上是在设定一系列的规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约，但是如果子类对这些非抽象方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义。

举例说明继承的风险，我们需要完成一个两数相减的功能，由类A来负责。

[java]  view plain copy

1. class A{  
2.     public int func1(int a, int b){  
3.         return a-b;  
4.     }  
5. }  
6.   
7. class Client{  
8. static void main(String[] args){  
9.         A a = new A();  
10.         System.out.println("100-50="+a.func1(100, 50));  
11.         System.out.println("100-80="+a.func1(80));  
12. }  

 运行结果：

100-50=50
100-80=20

        后来，我们需要增加一个新的功能：完成两数相加，然后再与100求和，由类B来负责。即类B需要完成两个功能：

• 两数相减。
• 两数相加，然后再加100。

        由于类A已经实现了第一个功能，所以类B继承类A后，只需要再完成第二个功能就可以了，代码如下：

copy

class B extends A{  
1. return a+b;  
2.       
3. int func2(return func1(a,b)+100;  
4.         B b = new B();  
5.         System.out.println("100-50="+b.func1(         System.out.println("100-80="+b.func1(         System.out.println("100+20+100="+b.func2(20));  
6.     }  
7. }  

类B完成后，运行结果：

100-50=150
100-80=180
100+20+100=220

        我们发现原本运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类B在给方法起名时无意中重写了父类的方法，造成所有运行相减功能的代码全部调用了类B重写后的方法，造成原本运行正常的功能出现了错误。在本例中，引用基类A完成的功能，换成子类B之后，发生了异常。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法来完成新的功能，这样写起来虽然简单，但是整个继承体系的可复用性会比较差，特别是运用多态比较频繁时，程序运行出错的几率非常大。如果非要重写父类的方法，比较通用的做法是：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。

        里氏替换原则通俗的来讲就是：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。它包含以下4层含义：

• 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。