【Java 设计模式】设计原则之里氏替换原则-Toy模板网

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在软件开发中，设计原则是创建灵活、可维护和可扩展软件的基础。
这些原则为我们提供了指导方针，帮助我们构建高质量、易理解的代码。
✨单一职责原则（SRP）
✨开放/封闭原则（OCP）
✨里氏替换原则（LSP）
✨依赖倒置原则（DIP）
✨接口隔离原则（ISP）
✨合成/聚合复用原则（CARP）
✨迪米特法则（LoD）

在面向对象设计中，里氏替换原则是一个重要的设计原则。它强调子类应该能够替换其父类并且仍然表现出良好的行为。通过遵循里氏替换原则，我们可以建立出更加灵活、可维护和可扩展的系统。在本文中，我们将深入研究里氏替换原则，了解其定义、背后的理念以及如何在实际开发中应用。

1. 定义

里氏替换原则是由计算机科学家芭芭拉·利斯科夫（Barbara Liskov）于1987年提出的。该原则定义如下：如果对每一个类型为S的对象O1，都有类型为T的对象O2，使得以T定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时，程序P的行为没有发生变化，那么类型S是类型T的子类型。

换句话说，里氏替换原则要求子类型必须能够替换掉它们的父类型，而程序在使用父类型和子类型时不应该产生意外的行为。

2. 好处

里氏替换原则有助于提高系统的灵活性、可维护性和可扩展性。以下是一些应用里氏替换原则的好处：

灵活性：

通过能够替换父类，子类更灵活地适应变化，系统更容易扩展。
可维护性：

子类的替换不会影响到客户端代码，使得维护更容易。对父类的修改不应该影响到子类的正确性。
可扩展性：

可以更方便地引入新的子类，而不影响系统的其他部分。

3. 应用

在应用里氏替换原则时，我们可以考虑以下几个方面：

子类必须保留父类的行为：

子类在替换父类时，应该保留父类的所有行为。如果子类重写了父类的方法，应该确保新的方法不影响原有的正确性。
子类可以扩展父类的行为：

子类可以通过增加新的方法或属性来扩展父类的行为，但不应该覆盖或修改父类的原有行为。
不应该抛出比父类更宽泛的异常：

子类在重写父类方法时，不应该抛出比父类更宽泛的异常。这可能会破坏父类方法在客户端代码中的使用。

4. 示例

假设我们有一个 Shape 类表示图形，其中有一个计算面积的方法。

Shape.java

package com.cheney.demo;

public class Shape {
    public double calculateArea() {
        return 0;
    }
}

现在我们有一个子类 Rectangle 表示矩形，按照里氏替换原则的要求，子类应该保留父类的行为，并且可以进行扩展。

Rectangle.java

package com.cheney.demo;

public class Rectangle extends Shape {
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    public double calculateArea() {
        return width * height;
    }
}

在这个例子中，Rectangle 类继承自 Shape 类并重写了 calculateArea 方法。子类替换父类，并扩展了原有的行为，符合里氏替换原则的要求。

结语

里氏替换原则是面向对象设计中一个基本而重要的原则，它有助于创建灵活、可维护、可扩展的代码。通过确保子类能够替换掉父类并且表现出良好的行为，我们可以建立出更具弹性的系统。在实际项目中，开发人员应该时刻关注子类与父类之间的关系，确保符合里氏替换原则，从而提高系统的质量。

【Java 设计模式】系列《23 种设计模式》与《7 大设计原则》总纲
🚩设计原则
✨单一职责原则（SRP）规定一个类应该只有一个引起变化的原因
✨开放/封闭原则（OCP）表明软件实体应该是可以扩展的，但是不可修改的
✨里氏替换原则（LSP）强调派生类必须能够替代其基类而不引起程序错误
✨依赖倒置原则（DIP）倡导高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象
✨接口隔离原则（ISP）提倡一个类不应该被强迫依赖它不使用的接口
✨合成/聚合复用原则（CARP）建议尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承
✨迪米特法则（LoD）规定一个对象应该对其他对象有最少的了解

🚀创建型设计模式
✨单例模式保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局点
✨工厂方法模式定义一个用于创建对象的接口，但是由子类决定实例化哪一个类
✨抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类
✨建造者模式将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示
✨原型模式通过复制现有的对象来创建新对象，而不是从头开始创建

🚀结构型设计模式
✨适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口
✨桥接模式将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化
✨组合模式将对象以树形结构组合以表示“部分-整体”的层次结构
✨装饰器模式动态地给一个对象添加一些额外的职责
✨外观模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面
✨代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问
✨享元模式用共享的方式高效地支持大量小粒度对象

🚀行为型设计模式
✨观察者模式定义对象间的一对多依赖，当一个对象改变状态，所有依赖者都会受到通知并自动更新
✨策略模式定义一系列算法，将它们封装起来，并且使它们可以相互替换
✨命令模式将请求封装成对象，使得可以用不同的请求对客户进行参数化
✨状态模式允许对象在其内部状态改变时改变它的行为
✨责任链模式为解除请求的发送者和接收者之间的耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求
✨访问者模式将算法与对象结构分离，并且可以在不改变对象结构的前提下定义新的操作
✨中介者模式用一个中介对象来封装一系列的对象交互
✨备忘录模式在不破坏封装的情况下，捕获对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态
✨迭代器模式提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示
✨模版方法模式定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中
✨解释器模式定义一个语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子

文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-806768.html

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