2.3.3 Liskov替換原則
Barbara Liskov於1988年提出了著名的替換原則："如果對於類型S的每個對象O1存在類型T的對象O2，那么對於所有定義了T的程序P來說，當用O1替換 O2並且S是T的子類型時，P的行為不會改變。"通俗地講，就是子類型能夠完全替換父類型，而不會讓調用父類型的客戶程序從行為上有任何改變。
Liskov替換原則 基於這樣的一個事實，那就是客戶程序在調用某一個類時，實際上是對該類的整個繼承體系設定了一個契約，繼承體系中的所有類必須遵循這一契約，即前置條件和 后置條件必須保持一致 。這就超越了繼承中子類與父類之間形成的is-a關系，為對象繼承加上了一把嚴格的枷鎖。顯然，Liskov替換原則對於約束繼承的泛濫具有重要意義。
我個人認為，Liskov替換原則並不是要求子類不能新增父類沒有的方法或者屬性。因為從調用父類的客戶程序的角度來說，它關心的僅僅是父類的行 為，只要子類對於父類的行為是可替換的，就不算是違背該原則。恰恰相反，當你發現父類擁有子類不希望繼承，或者勉強繼承會對子類造成破壞時 ，正可以說明這個繼承體系可能存在問題，違背了Liskov替換原則。這就充分說明，子類並不關心父類的行為，但卻需要遵循父類制定的規范或契約，以滿足 客戶調用父類的期望。正所謂"蕭規曹隨"，如果前人制定的規范我們不遵循，反而要去打破，那就不是繼承，而是鐵了心要另起爐灶了。
一個經典的違反Liskov替換原則的例子是正方形與矩形之間的關系。這樣的例子在談對象設計的原則時，已經啰嗦得夠多，這里我就不再贅述了 。這個例子帶來的教訓就是，現實世界中繼承的例子，不能夠完全直接套用在程序世界中。不過，作為設計的參照物，現實世界的很多規律與法則，我們仍然不可忽 視。例如鯨魚和魚，應該屬於什么關系？從生物學的角度看，鯨魚應該屬於哺乳動物，而不是魚類。沒錯，在程序世界中我們可以得出同樣的結論。如果讓鯨魚類去 繼承魚類，就完全違背了Liskov替換原則。因為魚作為父類，很多特性是鯨魚所不具備的，例如通過腮呼吸，以及卵生繁殖。那么，二者是否具有共性呢？ 有，那就是它們都可以在水中"游泳"，從程序設計的角度來說，它們都共同實現了一個支持"游泳"行為的接口。
如圖2-7所示的設計，可以看做是解決違背Liskov替換原則的一種常規方案，即提取兩者之間的共同點，定義一個更為通用的接口，或者新的父類。
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| 圖2-7 鯨魚和魚的關系 |