四、設(shè)計模式的六大設(shè)計原則之里氏替換原則(LSP, Liskov Substitution Principle)

1. 何為里氏替換原則

里氏替換原則的定義有兩種添坊,據(jù)說是由麻省理工的一位姓里的女士所提出,因此以其名進(jìn)行命名箫锤。

定義1:如果對一個類型為T1的對象o1贬蛙,都有類型為T2的對象o2,使得以T1所定義的程序P中在o1全都替換成o2時麻汰,程序的行為不發(fā)生任何變化速客,那么T2為T1的子類。

定義2:所有引用父類的地方都必須能夠透明地使用其子類對象五鲫。

其實兩個定義所表達(dá)的意思都相同溺职,就是在所有父類出現(xiàn)的地方,子類都可以出現(xiàn)位喂,并且將父類對象替換為子類對象的時候浪耘,程序不會拋出任何異常或者錯誤塑崖,因此我們需要注意的是七冲,盡量不要重載或者重寫父類的方法(抽象方法除外),因為這樣可能會改變父類原有的行為规婆。

優(yōu)點

代碼共享澜躺,減少創(chuàng)建類的工作量,每個子類都擁有父類的所有屬性和方法抒蚜;
提高代碼的可重用性掘鄙;
提高代碼的可擴(kuò)張性;
提高產(chǎn)品或項目的開放性嗡髓。

缺點

繼承是入侵性的操漠,擁有父類的屬性和方法;
降低代碼的靈活性饿这,必須擁有父類的屬性和方法浊伙;
增強耦合性,父類屬性或方法改變长捧,需要考慮子類嚣鄙。

2. 情景設(shè)置

有一功能P1,由類A完成〈幔現(xiàn)需要將功能P1進(jìn)行擴(kuò)展拗慨,擴(kuò)展后的功能為P廓八,其中P由原有功能P1與新功能P2組成。功能P由類A的子類B來完成赵抢,則子類B在完成新功能P2的同時,有可能會導(dǎo)致原有功能P1發(fā)生故障声功。

解決方案

當(dāng)使用繼承時烦却,遵循里氏替換原則。類B繼承類A時先巴,除添加新的方法完成新增功能P2外其爵,盡量不要重寫父類A的方法,也盡量不要重載父類A的方法伸蚯。

繼承包含這樣一層含義:父類中凡是已經(jīng)實現(xiàn)好的方法(相對于抽象方法而言)摩渺,實際上是在設(shè)定一系列的規(guī)范和契約,雖然它不強制要求所有的子類必須遵從這些契約剂邮,但是如果子類對這些非抽象方法任意修改摇幻,就會對整個繼承體系造成破壞。而里氏替換原則就是表達(dá)了這一層含義挥萌。

繼承作為面向?qū)ο笕筇匦灾淮乱觯诮o程序設(shè)計帶來巨大便利的同時,也帶來了弊端引瀑。比如使用繼承會給程序帶來侵入性狂芋,程序的可移植性降低,增加了對象間的耦合性憨栽,如果一個類被其他的類所繼承帜矾,則當(dāng)這個類需要修改時,必須考慮到所有的子類屑柔,并且父類修改后屡萤,所有涉及到子類的功能都有可能會產(chǎn)生故障。

3. 代碼示例

還是繼續(xù)我們上面的場景:這里锯蛀,我們將Employee類作為父類灭衷,它里面有一個計算工資的方法calculateSalary,代碼如下所示:
(1)Employee

@interface Employee : NSObject

// 計算工資
- (void)calculateSalary:(NSString *)name;

@end


@implementation Employee

- (void)calculateSalary:(NSString *)name
{
    NSLog(@"%@的工資是100",name);
}

@end

(2)調(diào)用代碼

Employee *employee = [[Employee alloc] init];
[employee calculateSalary:@"張三"];

現(xiàn)在我們?yōu)镋mployee類添加一個子類總監(jiān)Director類旁涤,該類新增了一個職責(zé)說明的方法和重寫了calculateSalary方法翔曲,如下所示:

#import "Director.h"

@implementation Director

- (void)calculateSalary:(NSString *)name
{
    NSLog(@"總監(jiān)%@的工資是10000",name);
}

- (void)duty
{
    NSLog(@"總監(jiān)的職責(zé)是管理");
}

@end

調(diào)用代碼:

Employee *employee = [[Director alloc] init];  //將所有父類出現(xiàn)的地方都替換成子類
[employee calculateSalary:@"張三"];

從上面的結(jié)果我們可以看到,由于重寫了父類Employee的calculateSalary方法劈愚,造成計算薪資的方法都是調(diào)用子類Director重寫后的方法瞳遍。如果應(yīng)用場景是要求公司的薪資都是統(tǒng)一的,那么調(diào)用Director類重寫的方法就是不正確的菌羽。如果非要重寫父類里面的方法掠械,比較通用的做法是:原來的父類和子類都繼承一個更通用的基類,原有的繼承關(guān)系去掉,采用依賴猾蒂、聚合均唉、組合等關(guān)系代替。

里氏替換原則通俗的來講就是:子類可以擴(kuò)展父類的功能肚菠,但不能改變父類原有的功能舔箭。它包含以下2層含義:

子類可以實現(xiàn)父類的抽象方法,但不能覆蓋父類的非抽象方法蚊逢;
子類中可以增加自己特有的方法层扶。

在項目中所有使用子類的地方都可用父類替換,但在調(diào)用方法的時候烙荷,即呈現(xiàn)面向?qū)ο缶幊痰亩鄳B(tài)性镜会。里氏替換原則,是非常重要的原則终抽,也是相對較難的原則

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