陆.1.4 里氏替换原则

01.什么是里氏替换原则

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。

里氏替换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。

LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。

我们一般对里氏替换原则 LSP 的解释为:

子类对象能够替换父类对象,而程序逻辑不变。

02.里氏替换原则的两种含义:

1).含义一

里氏替换原则是针对继承而言的,如果继承是为了实现代码重用,也就是为了共享方法,那么共享的父类方法就应该保持不变,不能被子类重新定义。子类只能通过新添加方法来扩展功能,父类和子类都可以实例化,而子类继承的方法和父类是一样的,父类调用方法的地方,子类也可以调用同一个继承得来的,逻辑和父类一致的方法,这时用子类对象将父类对象替换掉时,当然逻辑一致,相安无事。

2).含义二

如果继承的目的是为了多态,而多态的前提就是子类覆盖并重新定义父类的方法,为了符合LSP,我们应该将父类定义为抽象类,并定义抽象方法,让子类重新定义这些方法,当父类是抽象类时,父类就是不能实例化,所以也不存在可实例化的父类对象在程序里。也就不存在子类替换父类实例(根本不存在父类实例了)时逻辑不一致的可能。

不符合LSP的最常见的情况是,父类和子类都是可实例化的非抽象类,且父类的方法被子类重新定义,这一类的实现继承会造成父类和子类间的强耦合,也就是实际上并不相关的属性和方法牵强附会在一起,不利于程序扩展和维护。

在面向对象编程领域,根据我的经验可以总结一句话 : 尽量不要从可实例化的父类中继承,而是要使用基于抽象类和接口的继承”。

03.JavaScript代码示例

在JavaScript领域,因为JavaScript实在太“宽松”了,几乎想怎么写就怎么写,所以并不是特别好演示里氏替换原则。这里用一个简单的例子来粗浅地演示一下:

//父类
class Shape {
get area() {
return 0;
}
}
//子类
class Rectangle extends Shape {
constructor(length, width) {
super();
this.length = length;
this.width = width;
} get area() {
return this.length * this.width;
}
}
//子类
class Square extends Shape {
constructor(length) {
super();
this.length = length;
} get area() {
return this.length ** 2;
}
}
//子类
class Circle extends Shape {
constructor(radius) {
super();
this.radius = radius;
} get area() {
return Math.PI * (this.radius ** 2);
}
}
//这里是父类hape的数组,但是数组具体的项存放的是子类的实例
const shapes = [
new Rectangle(1, 2),
new Square(1, 2),
new Circle(2),
]
for (let s of shapes) {
//本来要调用父类的area,但是现在调用子类的area。
//即使调用子类的area,也不会影响软件的整体功能。
//也即“子类对象能够替换父类对象,而程序逻辑不变”。
console.log(s.area);
}