面向对象六大原则（三）：里氏替换原则

时间：2021-10-27 17:27:30
一、概述
里氏替换原则（Liskov Substitution Principle ，缩写：LSP），原则说任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能在基类的基础上增加新的行为。
二、核心原理
里氏替换原则的核心原理是抽象，抽象又依赖于继承这个特性，在OOP中，继承的优缺点相当明显，主要有以下几点
优点：1.代码重用，减少创建类的成本，每个子类都拥有父类的方法和属性；2.子类与父类基本相似，但又与父类有所区别；3.提高代码的可扩展性。
缺点：1.继承是侵入性的，只要继承就必须拥有父类的所有属性和方法；2.可能造成子类代码冗余、灵活性降低，因为子类必须拥有父类的属性和方法。
三、实现方法
下面引用《Android源码设计模式解析与实战》一书中简单示例： 
//窗口类
    public class Window{
        public void show(View child){
            child.draw();
        }
    }

    //建立视图抽象，测量视图的宽高为公用代码，绘制实现交给具体的子类
    public abstract class View{
        public abstract void draw();
        public void measure(int width, int height){
            //测量视图大小
        }
    }

    //Button的具体实现
    public class Button extends View{
        @Override
        public void draw() {
            //绘制按钮
        }
    }

    //TextView的具体实现
    public class TextView extends View{
        @Override
        public void draw() {
            //绘制文本
        }
    }

上述示例中，Window依赖于View，而View定义了一个视图抽象，measure是各个子类共享的方法，子类通过复写View的draw方法实现具有各自特色的功能，在这里，这个功能就是绘制自身的内容。任何继承自View类的子类都可以设置给show方法，也就是所说的里氏替换。通过里氏替换，就可以自定义各式各样、千变万化的View，然后传递给Window，Window负责组织View，并且将View显示在屏幕上。
上一篇博客 “面向对象六大原则（二）：开闭原则” 中的示例也很好地反应了里氏替换原则，即MemoryCache、DiskCache、DoubleCache都可以替换ImageCache的工作，并且能够保证行为的正确性。ImageCache建立了获取缓存图片、保存缓存图片的接口规范，MemoryCache等根据接口规范实现了相应的功能，用户只需要在使用时指定具体的缓存对象就可以动态地替换ImageLoader中的缓存策略。这就使得ImageLoader的缓存系统具有了无限的可能性，也就是保证了可扩展性。
四、分析
里氏替换原则就是建立抽象，通过抽象建立规范，具体的实现在运行时替换掉抽象，保证系统的扩展性、灵活性。
开闭原则与里氏原则往往是生死相依、不离不弃，通过里氏替换来达到对扩展开放，对修改关闭的效果。然而，这两个原则都同时强调了一个OOP的重要特性——抽象，因此，在开发过程中运用抽象是走向代码优化的重要一步。 
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