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Java,设计模式,七大原则,里氏替换原则(LSP),案例

ccvgpt 2024-12-31 09:47:52 基础教程 6 ℃

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle):

面向对象编程中的继承性

1、父类中凡是已经实现好的方法,实际上是在设定规范和契约,虽然它不强制要求所有子类必须遵循这些契约,但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏;

Java,设计模式,七大原则,里氏替换原则(LSP),案例

2、继承在给程序设计带来便利的同时,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,所涉及到子类的功能都有可能产生故障;

里氏替换原则,解决的问题就是,如何正确地使用继承?

1、里氏替换原则,由麻省理工学院的一位姓里的女士1988年提出的;

2、如果每个类型为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的子类型,换句话说,所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

3、在使用继承时,遵循里氏替换原则,在子类中尽量不要重写父类的方法;

4、使用继承实际上是让两个类的耦合性增强了,在适当的情况下,可以通过聚合、组合、依赖来解决问题。

代码案例:

设计1(不满足里氏替换原则):

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		AA aa = new AA();
		System.out.println("11+22=" + aa.run1(1, 2));
		System.out.println("33+44=" + aa.run1(3, 4));
		BB bb = new BB();
		// BB子类中重写了AA父类的方法(可能是无意识的)
		System.out.println("11+22=" + bb.run1(1, 2));
		System.out.println("33+44=" + bb.run1(3, 4));
		System.out.println("1*2=" + bb.run2(1, 2));
		// 不满足 里氏替换原则
	}

}

class AA {

	public int run1(int num1, int num2) {
		return num1 + num2;
	}

}

class BB extends AA {

	public int run1(int num1, int num2) {
		return num1 - num2;
	}

	public int run2(int num1, int num2) {
		return num1 * num2;
	}
}

结论:类型BB是类型AA的子类型,重写了AA中的run1()方法,使得对象aa替换成bb时,程序计算结果有变化。

设计2(使用依赖关系的方式解决该问题):

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		AA a = new AA();
		System.out.println("11+22=" + a.run1(1, 2));
		System.out.println("33+44=" + a.run1(3, 4));
		BB b = new BB();
		System.out.println("11+22=" + b.run1(1, 2));
		System.out.println("33+44=" + b.run1(3, 4));
		System.out.println("11*22=" + b.run2(1, 2));
		// 使用依赖的关系解决该问题
	}

}

class Base{
	
}

class AA extends Base {

	public int run1(int num1, int num2) {
		return num1 + num2;
	}

}

class BB extends Base {

	private AA aa = new AA();
	
	public int run1(int num1, int num2) {
		return aa.run1(num1, num2);
	}

	public int run2(int num1, int num2) {
		return num1 * num2;
	}
}

结论:类型BB中依赖(组合)AA类型,引用调用AA类中的run1()方法,使得对象aa替换成bb时,程序计算结果没有变化。

设计3(使用依赖关系的方式,构造传参,解决该问题):

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		AA aa = new AA();
		System.out.println("11+22=" + aa.run1(1, 2));
		System.out.println("33+44=" + aa.run1(3, 4));
		BB bb = new BB(aa);
		System.out.println("11+22=" + bb.run1(1, 2));
		System.out.println("33+44=" + bb.run1(3, 4));
		System.out.println("11*22=" + bb.run2(1, 2));
		// 使用依赖的关系解决该问题
	}

}

class Base{
	
}

class AA extends Base {

	public int run1(int num1, int num2) {
		return num1 + num2;
	}

}

class BB extends Base {

	private AA aa;
	
	public BB(AA aa) {
		this.aa = aa;
	}
	
	public int run1(int num1, int num2) {
		return aa.run1(num1, num2);
	}

	public int run2(int num1, int num2) {
		return num1 * num2;
	}
}

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