五大原則之----里氏替換原則(LSP)


闡述:子類型(subtype)必須能夠替換掉它們的基類型(basetype)

 

先提出一個問題:正方形是不是一種特殊的長方形(IS - A關系)?

先不要回答這個問題,看下面的分析。

 

理解:LSP原則的一個例子,假如有個people的基類,兩個字類man類和woman類,都繼承於people類。那么針對people類的任何操作,比如fun吃飯、fun睡覺、fun走路,對於man類和woman類都成立。這個很好理解,不管是man還是woman,歸根結底,還都是一個people。

(一)正常思維

如下例子:

 

class CShape
{
public:
 CShape(void);
 ~CShape(void);
public:
 virtual void Draw();
};

class CCircle:public CShape
{
public:
 CCircle(void);
 ~CCircle(void);
public:
 virtual void Draw();
};

class CSquare:public CShape
{
public:
 CSquare(void);
 ~CSquare(void);
public:
 virtual void Draw();
};

 

在使用CShape對象的任何地方,都可以使用CCircle對象或者CSquare對象。

 

(二)、特殊情況呢?

 回到最初的問題,正方形是不是矩形的問題。

如下類:

class CRectangle
{
public:
 CRectangle(void);
 ~CRectangle(void);
protected:
 int  width;
 int  height;
};

class CSquare:public CRectangel
{
public:
 CSquare(void);
 ~CSquare(void);
};

 

假如有個函數

void g(CRectangle * r)

{

    r.width = 4;

    r.height = 5;

    if( r.Area() != 20)

       break;

}

請問,對於函數g來說,能用一個CSquare對象,代替CRectangle對象嗎?很明顯,不能!

很明顯,違反了LSP原則。

那么,正方形到底是不似乎矩形呢?也就是說CSquare和CRectangle之間,是否存在(IS - A)關系呢?

解釋:

1、從屬性方面講,正方形是矩形,是一種特殊矩形,即width = height;

2、從行為方式將,正方形可能不是矩形。

    比如,對於函數g來說,描述了矩形的一種行為方式,很明顯,正方形不符合這種行為方式。

 

    OOD中的IS-A關系,是就行為方式而言的,行為方式是可以進行合理假設的。而行為方式,才是我們進行面向對象軟件設計真正所關注的問題。

    因此,可以講,正方形不是一個矩形


 

 

(三)、怎么處理此類問題呢?

1、基於契約進行設計。

    每個類設計時,都會有一些假設,每個方法,都有前置條件,后置條件,這些條件都是契約。對這些方法,要注明契約。

    要想從基類派生子類,就必須滿足這些契約。如果不滿足這些契約,就不能繼承出子類。(即使他們看起來很像,比如正方形與矩形)

2、但是我們又需要LSP原則,怎么辦呢?

    從CRectangle類和CSquare類,提取出公共部分,做為一個基類。比如CShape類。

    CRectangle和CSquare都繼承自CShape類。

     具體一些例子,參考《敏捷軟件開發》相關章節

 

 

 

 

 


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