设计模式六大原则(二)：里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)

里氏替换原则(LSP)由来：

最早是在 妖久八八 年, 由麻神理工学院得一个女士所提出来的。 

 

定义：

1：如果对每一个类型为 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 的子型。

2：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

问题由来：

有一功能P1，由类A完成。现需要将功能P1进行扩展，扩展后的功能为P，其中P由原有功能P1与新功能P2组成。

新功能P由类A的子类B来完成，则子类B在完成新功能P2的同时，有可能会导致原有功能P1发生故障。

解决方案：

当使用继承时，遵循里氏替换原则。类B继承类A时，除添加新的方法完成新增功能P2外，尽量不要重写父类A的方法，也尽量不要重载父类A的方法。

 

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。

继承作为面向对象三大特性之一，在给程序设计带来巨大便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低，增加了对象间的耦合性，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会产生故障

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:

  class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            B b = new B();
            Console.WriteLine("100+20={0}",b.plus(100, 20));
            Console.WriteLine("100-20={0}",b.reduce(100, 20));
            Console.ReadKey();
        }
    }
    
    public class A
    {
        public int plus(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }

        public int reduce(int a, int b)
        {
            return a - b;
        }
    }

    public class B : A
    {
        public new int reduce(int a, int b)
        {
            return a - b + 100;
        }
    }

后来, 我们增加了一个新功能, 要求相减在加上100, 由B类完成该功能。

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。

 

 

PS: 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。

 

• 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。