里氏替換原則（Liskov Substitution Principle，LSP）是指如果對每一個類型為T1的對象o1，都有類型為T2的對象O2，使得以T1定義的所有程序P在所有的對象O1都替換成O2時，程序P的行為沒有發生變化，那么類型T2是類型T1的子類型。
這個定義看上去還是比較抽象的，我們重新理解一下。可以理解為一個軟件實體如果適用於一個父類，那么一定適用於其子類，所有引用父類的地方必須能透明地使用其子類的對象，子類對象能夠替換父類對象，而程序邏輯不變。根據這個理解，引申含義為：子類可以擴展父類的功能，但不能改變父類原有的功能。
（1）子類可以實現父類的抽象方法，但不能覆蓋父類的非抽象方法。
（2）子類可以增加自己特有的方法。
（3）當子類的方法重載父類的方法時，方法的前置條件（即方法的輸入/入參）要比父類方法的輸入參數更寬松。
（4）當子類的方法實現父類的方法時（重寫/重載或實現抽象方法），方法的后置條件（即方法的輸出/返回值）要比父類更嚴格或與父類一樣。
在講開閉原則的時候我埋下了一個伏筆，在獲取折扣時重寫覆蓋了父類的getPrice()方法，增加了一個獲取源碼的方法getOriginPrice()，顯然就違背了里氏替換原則。我們修改一下代碼，不應該覆蓋getPrice()方法，增加getDiscountPrice()方法：
public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse {
public JavaDiscountCourse(Integer id, String name, Double price) {
super(id, name, price);
}
public Double getDiscountPrice(){
return super.getPrice() * 0.61;
}
}
使用里氏替換原則有以下優點：
（1）約束繼承泛濫，是開閉原則的一種體現。
（2）加強程序的健壯性，同時變更時也可以做到非常好的兼容性，提高程序的可維護性和擴展性，降低需求變更時引入的風險。
現在來描述一個經典的業務場景，用正方形、矩形和四邊形的關系說明里氏替換原則，我們都知道正方形是一個特殊的長方形，所以就可以創建一個父類Rectangle：
public class Rectangle {
private long height;
private long width;
@Override
public long getWidth() {
return width;
}
@Override
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
public void setWidth(long width) {
this.width = width;
}
}
創建正方形類Square繼承Rectangle類：
public class Square extends Rectangle {
private long length;
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
@Override
public long getWidth() {
return getLength();
}
@Override
public long getHeight() {
return getLength();
}
@Override
public void setHeight(long height) {
setLength(height);
}
@Override
public void setWidth(long width) {
setLength(width);
}
}
在測試類中創建resize()方法，長方形的寬應該大於等於高，我們讓高一直自增，直到高等於寬，變成正方形：
public static void resize(Rectangle rectangle){
while (rectangle.getWidth() >= rectangle.getHeight()){
rectangle.setHeight(rectangle.getHeight() + 1);
System.out.println("width:"+rectangle.getWidth() + ",height:"+rectangle.getHeight());
}
System.out.println("resize方法結束" +
"\nwidth:"+rectangle.getWidth() + ",height:"+rectangle.getHeight());
}
測試代碼如下：
public static void main(String[] args) {
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setWidth(20);
rectangle.setHeight(10);
resize(rectangle);
}
運行結果如下圖所示。
我們發現高比寬還大了，這在長方形中是一種非常正常的情況。現在我們把Rectangle類替換成它的子類Square，修改測試代碼：
public static void main(String[] args) {
Square square = new Square();
square.setLength(10);
resize(square);
}
上述代碼運行時出現了死循環，違背了里氏替換原則，將父類替換為子類后，程序運行結果沒有達到預期。因此，我們的代碼設計是存在一定風險的。里氏替換原則只存在於父類與子類之間，約束繼承泛濫。我們再來創建一個基於長方形與正方形共同的抽象四邊形接口Quadrangle：
public interface Quadrangle {
long getWidth();
long getHeight();
}
修改長方形類Rectangle：
public class Rectangle implements Quadrangle {
private long height;
private long width;
@Override
public long getWidth() {
return width;
}
public long getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(long height) {
this.height = height;
}
public void setWidth(long width) {
this.width = width;
}
}
修改正方形類Square：
public class Square implements Quadrangle {
private long length;
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
@Override
public long getWidth() {
return length;
}
@Override
public long getHeight() {
return length;
}
}
此時，如果我們把resize()方法的參數換成四邊形接口Quadrangle，方法內部就會報錯。因為正方形類Square已經沒有了setWidth()和setHeight()方法。因此，為了約束繼承泛濫，resize()方法的參數只能用Rectangle類。當然，我們在后面的設計模式的內容中還會繼續深入講解。
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