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里氏替换原则
里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP)是面向对象设计中的一个重要原则,它要求子类必须能够替换它们的基类,而不会改变程序的正确性。
If for each object o1 of type S there is an object o2 of type T such that for all programs P defined in term of T , the behavior of P is unchanged when o1 is substituted for o2 then S is a subtype of T . 如果对每一个类型为 S 的对象 o1,都有类型为 T 的对象 o2,使得以 T 定义的所有程序 P 在所有的对象 o1 都可以替换成 o2 时,程序 P 的行为没有发生变化,那么类型 S 是类型 T 的子类型。
Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it . 所有引用基类的地方必须能够透明地使用其子类的对象。
里氏替换原则(Liskov Substitution Principle, LSP) 是面向对象设计的核心原则之一,由 Barbara Liskov 提出。其核心定义为:子类必须能够完全替换父类,且替换后程序的原有逻辑不受破坏。这意味着,任何父类出现的地方都可以透明地替换为子类对象,而无需修改代码或引发意外行为。
该原则的核心在于继承的语义约束:子类在扩展父类功能时,必须严格遵循父类定义的行为契约(如方法输入/输出约束、异常范围等)。例如,若父类方法承诺“返回值非负”,子类实现就不能返回负数;若父类方法不抛出特定异常,子类也不应新增异常类型。违反 LSP 的典型场景包括:子类强制修改父类方法的默认行为(如正方形继承长方形后,重写 setWidth 方法时同时修改高度,导致面积计算错误),或缩小方法输入参数范围(如父类方法接受任意整数,子类却仅接受正数)。通过遵守 LSP,开发者能确保多态机制的可靠性,避免继承体系因行为不一致而崩溃,从而提升代码的可维护性和健壮性。
含义
- 子类必须完全实现父类的方法
- 子类可以有自己的个性
- 覆盖或实现父类的方法时输入参数可以被放大
- 覆写或实现父类的方法时输出结果可以被缩小