设计模式之里氏替换原则示例

　　里氏替换原则强调的是设计和实现要依赖于抽象而非具体；子类只能去扩展基类，而不是隐藏或者覆盖基类，它包含4层含义.

一、里氏替换4原则

　　1、子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法

　　子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法，父类中凡是已经实现好的方法（相对于抽象方法而言），实际上是在设定一系列的规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约，但是如果子类对这些非抽象方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。举例：

public class C {
    public int func(int a, int b){
        return a+b;
    }
}

public class C1 extends C{
    @Override
    public int func(int a, int b) {
        return a-b;
    }
}

public class Client{
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C1();
        System.out.println("2+1=" + c.func(2, 1));
    }
}

　　运行结果：2+1=1

　　上面的运行结果明显是错误的。类C1继承C，后来需要增加新功能，类C1并没有新写一个方法，而是直接重写了父类C的func方法，违背里氏替换原则，引用父类的地方并不能透明的使用子类的对象，导致运行结果出错。

　　2、子类可以有自己的个性

　　在继承父类属性和方法的同时，每个子类也都可以有自己的个性，在父类的基础上扩展自己的功能。前面其实已经提到，当功能扩展时，子类尽量不要重写父类的方法，而是另写一个方法，所以对上面的代码加以更改，使其符合里氏替换原则，代码如下：

public class C {
    public int func(int a, int b){
        return a+b;
    }
}

public class C1 extends C{
    public int func2(int a, int b) {
        return a-b;
    }
}

public class Client{
    public static void main(String[] args) {
        C1 c = new C1();
        System.out.println("2-1=" + c.func2(2, 1));
    }
}

　　运行结果：2-1=1

　　3、覆盖或实现父类的方法时输入参数可以被放大

　　当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件（即方法的形参）要比父类方法的输入参数更宽松，通过代码来讲解一下：

public class ParentClazz {
    public void say(CharSequence str) {
        System.out.println("parent execute say " + str);
    }
}

public class ChildClazz extends ParentClazz {
    public void say(String str) {
        System.out.println("child execute say " + str);
    }
}

/**
 * 测试
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        ParentClazz parent = new ParentClazz();
        parent.say("hello");
        ChildClazz child = new ChildClazz();
        child.say("hello");

    }
}

// 执行结果：
// parent execute say hello
// child execute say hello

　　以上代码中我们并没有重写父类的方法，只是重载了同名方法，具体的区别是：子类的参数 String 实现了父类的参数 CharSequence。此时执行了子类方法，在实际开发中，通常这不是我们希望的，父类一般是抽象类，子类才是具体的实现类，如果在方法调用时传递一个实现的子类可能就会产生非预期的结果，引起逻辑错误，根据里氏替换的子类的输入参数要宽于或者等于父类的输入参数，我们可以修改父类参数为String，子类采用更宽松的 CharSequence，如果你想让子类的方法运行，就必须覆写父类的方法。代码如下：

public class ParentClazz {
    public void say(String str) {
        System.out.println("parent execute say " + str);
    }
}

public class ChildClazz extends ParentClazz {
    public void say(CharSequence str) {
        System.out.println("child execute say " + str);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ParentClazz parent = new ParentClazz();
        parent.say("hello");
        ChildClazz child = new ChildClazz();
        child.say("hello");
    }
}

// 执行结果：
// parent execute say hello
// parent execute say hello

　　4、覆写或实现父类的方法时输出结果可以被缩小

　　当子类的方法实现父类的抽象方法时，方法的后置条件（即方法的返回值）要比父类更严格。代码实现案例如下：

public abstract class Father {
    public abstract Map hello();
}

public class Son extends Father {
    @Override
    public Map hello() {
        HashMap map = new HashMap();
        System.out.println("son execute");
        return map;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Father father = new Son();
        father.hello();
    }
}

// 执行结果：
// son execute

二、里氏替换原则优点

　　保证了父类的复用性，同时也能够降低系统出错误的故障，防止误操作，同时也不会破坏继承的机制，这样继承才显得更有意义。

　　增强程序的健壮性,版本升级是也可以保持非常好的兼容性.即使增加子类,原有的子类还可以继续运行.在实际项目中,每个子类对应不同的业务含义,使用父类作为参数,传递不同的子类完成不同的业务逻辑,完美!

三、里氏替换原则总结

　　继承作为面向对象三大特性之一，在给程序设计带来巨大便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低，增加了对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能会产生故障。

　　里氏替换原则的目的就是增强程序健壮性，版本升级时也可以保持非常好的兼容性。

　　有人会说我们在日常工作中，会发现在自己编程中常常会违反里氏替换原则，程序照样跑的好好的。所以大家都会产生这样的疑问，假如我非要不遵循里氏替换原则会有什么后果？后果就是：你写的代码出问题的几率将会大大增加。