iOS 面向?qū)ο罅笤O(shè)計原則(三)里式替換原則

吾所成之事胧砰,不可逆也。

iOS 面向?qū)ο笤O(shè)計原則全集

前言

接上篇 iOS 面向?qū)ο罅笤O(shè)計原則(二)開閉原則

正文

里氏代換原則由2008年圖靈獎得主词渤、美國第一位計算機科學(xué)女博士Barbara Liskov教授和卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)Jeannette Wing教授于1994年提出猫妙。其嚴(yán)格表述如下:如果對每一個類型為S的對象o1,都有類型為T的對象o2仰税,使得以T定義的所有程序P在所有的對象o1代換o2時构资,程序P的行為沒有變化,那么類型S是類型T的子類型陨簇。這個定義比較拗口且難以理解吐绵,因此我們一般使用它的另一個通俗版定義:

里氏代換原則(Liskov Substitution Principle, LSP):所有引用基類(父類)的地方必須能透明地使用其子類的對象。

里氏代換原則告訴我們河绽,在軟件中將一個基類對象替換成它的子類對象己单,程序?qū)⒉粫a(chǎn)生任何錯誤和異常,反過來則不成立耙饰,如果一個軟件實體使用的是一個子類對象的話纹笼,那么它不一定能夠使用基類對象。例如:我喜歡動物苟跪,那我一定喜歡狗廷痘,因為狗是動物的子類;但是我喜歡狗件已,不能據(jù)此斷定我喜歡動物笋额,因為我并不喜歡老鼠,雖然它也是動物拨齐。

例如有兩個類鳞陨,一個類為BaseClass,另一個是SubClass類,并且SubClass類是BaseClass類的子類厦滤,那么一個方法如果可以接受一個BaseClass類型的基類對象base的話援岩,如:method1(base),那么它必然可以接受一個BaseClass類型的子類對象sub掏导,method1(sub)能夠正常運行享怀。反過來的代換不成立,如一個方法method2接受BaseClass類型的子類對象sub為參數(shù):method2(sub)趟咆,那么一般而言不可以有method2(base)添瓷,除非是重載方法。

里氏替換原則是實現(xiàn)開閉原則的重要方式之一值纱。由于使用基類對象的地方都可以使用子類對象鳞贷,因此在程序中盡量使用基類類型來對對象進(jìn)行定義,而在運行時再確定其子類類型虐唠,用子類對象來替換父類對象搀愧。

在使用里氏代換原則時需要注意如下幾個問題:

  • 子類的所有方法必須在父類中聲明,或子類必須實現(xiàn)父類中聲明的所有方法疆偿。根據(jù)里氏代換原則咱筛,為了保證系統(tǒng)的擴展性,在程序中通常使用父類來進(jìn)行定義杆故,如果一個方法只存在子類中迅箩,在父類中不提供相應(yīng)的聲明,則無法在以父類定義的對象中使用該方法处铛。

  • 我們在運用里氏代換原則時饲趋,盡量把父類設(shè)計為抽象類或者接口,讓子類繼承父類或?qū)崿F(xiàn)父接口罢缸,并實現(xiàn)在父類中聲明的方法篙贸,運行時,子類實例替換父類實例枫疆,我們可以很方便地擴展系統(tǒng)的功能,同時無須修改原有子類的代碼敷鸦,增加新的功能可以通過增加一個新的子類來實現(xiàn)息楔。里氏代換原則是開閉原則的具體實現(xiàn)手段之一。

  • Java語言中扒披,在編譯階段值依,Java編譯器會檢查一個程序是否符合里氏代換原則,這是一個與實現(xiàn)無關(guān)的碟案、純語法意義上的檢查愿险,但Java編譯器的檢查是有局限的。OC語言好像不會檢查,OC有動態(tài)語言的特性辆亏,其動態(tài)類型就是在運行的時候才去判斷具體的是哪個類风秤。


小結(jié)

說了那么多,通俗點講:

所有可以使用基類的地方扮叨,一定可以使用子類且不會引入錯誤节榜。

嗯~~還是抽象的描述肥照,那整點具體的。

舉例

在IM通信中,會有消息實體谋右,有的消息是純文本,有的是帶有圖片的蔼夜,有的是帶有鏈接的等判呕。那么把純文本的消息實體Message作為基類,一切從簡磁浇,如下:

  • .h
@interface Message : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *text;

@end
  • m
@implementation Message

@end

這時候有個帶圖片的實體刻恭,產(chǎn)品要求,圖片消息里面的文本不能有空格(別問我問什么)扯夭,那么可以整個ImageMessage類鳍贾,如下

  • .h
@interface ImageMessage : Message

@property (nonatomic, strong) UIImage *image;

@end
  • .m
@implementation ImageMessage

- (void)setText:(NSString *)text {
    text = [text stringByReplacingOccurrencesOfString:@" " withString:@""];
    super.text = text;
}

@end

就功能而言,這種寫法是滿足產(chǎn)品需求的交洗,但是如果在Message出現(xiàn)的地方骑科,你用ImageMessage替換的話,就會導(dǎo)致用戶不能發(fā)帶有空格的文本了构拳,這就違反了里式替換原則:所有可以使用基類的地方咆爽,一定可以使用子類且不會引入錯誤。

可做以下簡單修改:

  • .h
@interface LSPImageMessage : Message

@property (nonatomic, strong) UIImage *image;

/** 去除text內(nèi)空格 */
- (void)checkText;

@end
  • .m
@implementation LSPImageMessage

- (void)checkText {
    self.text = [self.text stringByReplacingOccurrencesOfString:@" " withString:@""];
}

@end

Demo傳送門

總結(jié)

  • 里式替換原則:子類必須完好的(沒有重寫使之功能改變)擁有父類所有方法置森。

里式替換原則是實現(xiàn)開閉原則的必要條件斗埂。要想實現(xiàn)開閉原則,必須遵循里式替換原則凫海,但是實現(xiàn)了開閉原則不一定遵循里式替換原則呛凶。


以下是修改部分,感謝 灬Blue


  • 里氏替換原則是實現(xiàn)開閉原則的重要方式之一行贪。

  • 它避免了繼承中重寫父類造成的可復(fù)用性變差的缺點漾稀。

  • 它是動作正確性的保證。即類的擴展不會給已有的系統(tǒng)引入新的錯誤建瘫,降低了代碼出錯的可能性崭捍。

補充

如果通過重寫父類的方法來完成新的功能,這樣寫起來雖然簡單啰脚,但是整個繼承體系的可復(fù)用性會比較差殷蛇,特別是運用多態(tài)比較頻繁時,程序運行出錯的概率會非常大。

如果程序違背了里氏替換原則粒梦,則繼承類的對象在基類出現(xiàn)的地方會出現(xiàn)運行錯誤亮航。這時其修正方法是:取消原來的繼承關(guān)系,重新設(shè)計它們之間的關(guān)系谍倦。

感謝 面向?qū)ο笤O(shè)計原則之里氏代換原則

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