Java設計模式七大原則之里氏替換原則詳解

2022-02-09 10:00:21

定義

里氏替換原則（Liskov Substitution Principle，LSP），官方定義如下：如果對每一個型別為S的物件o1，都有型別為T的物件o2，使得以T定義的所有程式P在所有的物件 o1都代換成o2時，程式P的行為沒有發生變化，那麼型別S是型別T的子型別，所有參照基礎類別的地方必須能透明地使用其子類的物件。則通俗的來講：子類可以擴充套件父類別的功能，但是子類不能修改父類別原有的功能里氏替換原則就是給繼承性的使用制定了規範

案例

需求

現在有一個計算器（父類別）可以完成加減乘除，定義其子類，來演示繼承可能出現的問題

方案一

定義計算器類Calculator.java

/**
 * 計算器類
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Calculator {
    //定義加法功能
    public int add(int a,int b){
        return a + b;
    }
    //定義減法功能
    public int sub(int a,int b){
        return a - b;
    }
}

定義超級計算器類SuperCalculator.java

/**
 * 超級計算器類
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class SuperCalculator extends Calculator{
    //增補需求，兩數相加再加5
    @Override
    public int add(int a,int b){
        return a + b + 5;
    }
    //希望兩數相加之和與100求差
    public int mul(int a,int b){
        int count = add(a, b);
        return 100 - count;
    }
}

定義測試類Test1.java

/**
 * 測試類1
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Test1 {

    public static void main(String[] args) {
        int result = new Calculator().add(4,6);
        System.out.println("4和6之和為:" + result);

        int mul = new SuperCalculator().mul(4,6);
        System.out.println("4和6之和與100相差:" + mul);
    }
}

測試結果：可以看到4和6之後與100相差的結果為85，明顯是錯誤的答案。錯誤的原因就是SuperCalculator類繼承Calculator類之後，重寫了add方法，最終在呼叫的時候產生了錯誤的答案

方案二

定義基礎類Base.java

/**
 * 基礎類
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:36
 * @version:1.0
 */
public class Base {
    
}

改造後的超級計算器類SuperCalculatorNew.java

/**
 * 超級計算器類
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class SuperCalculatorNew extends Base{

    private Calculator calculator = new Calculator();

    //增補需求，兩數相加再加5
    public int add(int a,int b){
        return a + b + 5;
    }
    //希望兩數相加之和與100求差
    public int mul(int a,int b){
        int count = calculator.add(a, b);
        return (100 - count);
    }
}

測試類Test2.java

/**
 * 測試類2
 * @author:liyajie
 * @createTime:2022/1/31 15:25
 * @version:1.0
 */
public class Test2 {

    public static void main(String[] args) {
        int result = new Calculator().add(4,6);
        System.out.println("4和6之和為:" + result);

        int mul = new SuperCalculatorNew().mul(4,6);
        System.out.println("4和6之和與100相差:" + mul);
    }
}

測試結果：可以看到測試結果正確