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什么是里氏代换原则?App设计原则先容

更新时间:2021年08月19日15时31分 来源:传智教育 浏览次数:

在App开发中,为了提高App系统的可维护性和可复用性,增加App的可扩展性和灵活性,程序员要尽量根据6条原则来开发程序,从而提高App开发效率、节约App开发成本和维护成本。这六条分别是开闭原则、里氏代换原则、依赖倒转原则、接口隔离原则、迪米特法则、合成复用原则,下面主要先容里氏代换原则。

里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。

里氏代换原则:任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。通俗理解:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。换句话说,子类继承父类时,除添加新的方法完成新增功能外,尽量不要重写父类的方法。

如果通过重写父类的方法来完成新的功能,这样写起来虽然简单,但是整个继承体系的可复用性会比较差,特别是运用多态比较频繁时,程序运行出错的概率会非常大。

下面看一个里氏替换原则中经典的一个例子

【例】正方形不是长方形。

在数学领域里,正方形毫无疑问是长方形,它是一个长宽相等的长方形。所以,大家开发的一个与几何图形相关的App系统,就可以顺理成章的让正方形继承自长方形。

里氏代换原则

代码如下:

长方形类(Rectangle):

public class Rectangle {
    private double length;
    private double width;

    public double getLength() {
        return length;
    }

    public void setLength(double length) {
        this.length = length;
    }

    public double getWidth() {
        return width;
    }

    public void setWidth(double width) {
        this.width = width;
    }
}

正方形(Square):

由于正方形的长和宽相同,所以在方法setLength和setWidth中,对长度和宽度都需要赋相同值。

public class Square extends Rectangle {
    
    public void setWidth(double width) {
        super.setLength(width);
        super.setWidth(width);
    }

    public void setLength(double length) {
        super.setLength(length);
        super.setWidth(length);
    }
}

类RectangleDemo是大家的App系统中的一个组件,它有一个resize方法依赖基类Rectangle,resize方法是RectandleDemo类中的一个方法,用来实现宽度逐渐增长的效果。

public class RectangleDemo {
    
    public static void resize(Rectangle rectangle) {
        while (rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()) {
            rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);
        }
    }

    //打印长方形的长和宽
    public static void printLengthAndWidth(Rectangle rectangle) {
        System.out.println(rectangle.getLength());
        System.out.println(rectangle.getWidth());
    }

    public static void main(String[] args) {
        Rectangle rectangle = new Rectangle();
        rectangle.setLength(20);
        rectangle.setWidth(10);
        resize(rectangle);
        printLengthAndWidth(rectangle);

        System.out.println("============");

        Rectangle rectangle1 = new Square();
        rectangle1.setLength(10);
        resize(rectangle1);
        printLengthAndWidth(rectangle1);
    }
}

大家运行一下这段代码就会发现,假如大家把一个普通长方形作为参数传入resize方法,就会看到长方形宽度逐渐增长的效果,当宽度大于长度,代码就会停止,这种行为的结果符合大家的预期;假如大家再把一个正方形作为参数传入resize方法后,就会看到正方形的宽度和长度都在不断增长,代码会一直运行下去,直至系统产生溢出错误。所以,普通的长方形是适合这段代码的,正方形不适合。 大家得出结论:在resize方法中,Rectangle类型的参数是不能被Square类型的参数所代替,如果进行了替换就得不到预期结果。因此,Square类和Rectangle类之间的继承关系违反了里氏代换原则,它们之间的继承关系不成立,正方形不是长方形。

如何改进呢?此时大家需要重新设计他们之间的关系。抽象出来一个四边形接口(Quadrilateral),让Rectangle类和Square类实现Quadrilateral接口。

里氏代换原则



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