LSP里氏替换原则

LSP强调子类必须能够替换父类。即子类应该具有与父类相同的行为和功能，而不仅仅是继承父类的属性和方法。LSP是对继承机制的约束规范、是指导接口与实现的设计原则。

LSP关键点

• 前置条件不能强化：子类方法的参数类型必须与父类相同或者更为宽松。
• 后置条件不能弱化：子类方法的返回值类型必须与父类相同或者是其子类型。
• 不变量要保持：子类不能破坏父类原有的约束条件。
• 异常类型需兼容：子类方法抛出的异常必须是父类方法抛出异常的子类型。

示例代码

不符合LSP的代码

class Shape {  
    void draw() {  
        System.out.println("Drawing a shape");  
    }  
}
class Circle extends Shape {
    void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle");  
    }
}

使用LSP优化后的代码

interface Drawable {  
    void draw();  
}  
class Shape implements Drawable {  
    public void draw() {  
        System.out.println( "Drawing a shape");  
    }  
}  
class Circle extends Shape {  
    public void draw() {  
        System.out.println("Drawing a circle");  
    }  
}

注意点

子类与父类具有一致的行为和功能：子类必须具有与父类相同的行为和功能，且不能改变父类的行为和功能。

避免继承滥用：避免通过继承来共享行为，继承是用来实现多态，而不是为了代码的重用。如果子类需要不同的功能和行为，那应该通过重写父类方法来实现。

多态与里氏替换原则

多态是实现里氏替换原则的技术手段

多态借助继承和方法重写，让子类对象能够替代父类对象使用。而里氏替换原则要求子类在替换父类时，不能改变程序原有的正确性。所以，多态为里氏替换原则提供了具体的实现方式。

举个例子，有一个抽象类 Shape定义了 area()方法，Rectangle和Circle作为它的子类分别对该方法进行了实现。在使用时，我们可以编写通用代码来处理Shape对象，这就是多态的体现，同时遵循了里氏替换原则。

多态是里氏替换原则的外在表现形式，它通过动态调用子类方法，实现了程序的灵活性和可扩展性。

里氏替换原则是对多态的约束和规范

多态的实现需要遵循一定规则，不然就可能引发问题。里氏替换原则明确了子类在行为上必须与父类保持兼容。要是违背了里氏替换规则，在运行时就可能出现意外情况。比如，子类重写方法时抛出了父类没有声明的异常，那么调用该方法的代码就可能无法正常处理。

里氏替换原则是多态的内在约束，它确保了子类对象能够无缝替换父类对象，从而为多态的实现提供了可靠的语义基础。

两者侧重点不同

• 多态：关注代码的实现机制，核心在于 “同一接口，多种实现”，目的是提高代码的灵活性。
• 里氏替换原则：重点在于设计层面，强调子类和父类之间的行为兼容性，目的是保证系统的稳定性。

共同服务于面向对象设计

里氏替换原则和多态都遵循开闭原则，也就是对扩展开放、对修改关闭。多态通过接口抽象来实现功能扩展，而里氏替换原则确保扩展不会破坏已有的系统。

参考

《架构整洁之道》-- Robert C.Mattin

《架构师的自我修炼》 – 李智慧

《设计模式之美》 – 王争