W-N3t3Mc3l.A010.3.2 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)51Testing软件测试网#a8jEk+x
s~ G+M6[6vwy0里氏代换原则是由麻省理工学院(MIT)计算机科学实验室的Liskov女士,在1987年的OOPSLA大会上发表的一篇文章《Data Abstraction
and
Hierarchy》里面提出来的,主要阐述了有关继承的一些原则,也就是什么时候应该使用继承,什么时候不应该使用继承,以及其中的蕴涵的原理。2002年,软件工程大师Robert
C. Martin,出版了一本《Agile Software Development Principles Patterns and
Practices》,在文中他把里氏代换原则最终简化为一句话:"Subtypes must be substitutable for their base
types",也就是说,子类必须能够替换成它们的基类。
?Va9]H+Y`A051Testing软件测试网Q x$[ NA"g我们把里氏代换原则解释得更完整一些:在一个软件系统中,子类应该可以替换任何基类能够出现的地方,并且经过替换以后,代码还能正常工作。子类也能够在基类的基础上增加新的行为。
1jZ Kkne^051Testing软件测试网#og KB6R`G`/\i里氏代换原则是对开闭原则的补充,它讲的是基类和子类的关系。只有当这种关系存在时,里氏代换关系才存在。51Testing软件测试网{^
f,{lzk~
51Testing软件测试网}9hD)N(Y"正方形是长方形"是一个理解里氏代换原则的最经典的例子。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,应该让正方形继承自长方形。51Testing软件测试网!Z/ON*VO1Z}
51Testing软件测试网4hX!nt
mt长方形类如程序10-1所示。
G1SA8E-\&l N0o,}!|0? S` Ga}!|/c [0程序10-1 长方形类Rectangle.java
^`1ND~4f`0- package principle.liskovsubstitution;
-
- public class Rectangle {
- private int height;
- private int width;
-
- public int getHeight() {
- return height;
- }
-
- public void setHeight(int height) {
- this.height = height;
- }
-
- public int getWidth() {
- return width;
- }
-
- public void setWidth(int width) {
- this.width = width;
- }
- }
$b?{q5sUE5FT0继承了长方形的正方形类如程序10-2所示。
|/kWnf?0:M5siKm0程序10-2 正方形类Square.java
i6E4R)o8G li8OT0- package principle.liskovsubstitution;
-
- public class Square extends Rectangle {
- public void setWidth(int width) {
- super.setWidth(width);
- super.setHeight(width);
- }
- public void setHeight(int height) {
- super.setWidth(height);
- super.setHeight(height);
- }
- }
4Y#r@8g[$U&G7w1eX n0由于正方形的长度和宽度必须相等,所以在方法setLength()和setWidth()中,对长度和宽度赋值相同。程序10-3所示的测试类中的函数zoom()用来增加长方形的长和宽。51Testing软件测试网IZH$a8@$\
51Testing软件测试网%{$]7Zu3Zx.G&x!}e程序10-3 测试类TestRectangle.java
hO$eX'IE0?_hm0- package principle.liskovsubstitution;
-
- public class TestRectangle {
- public void zoom(Rectangle rectangle, int width, int height) {
- rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + width);
- rectangle.setHeight(rectangle.getHeight() + height);
- }
- }
Da5|C@0显然,当增加的长度和宽度不同时,不能够将其中的长方形换成其子类正方形。这就违反了里氏代换原则。51Testing软件测试网Wnb9V@,F zJ
Y8`S&X6W,E0为了符合里氏代换原则,我们可以为长方形和正方形创建一个父类Base,并在其中定义好共有的属性,并定义一个zoom()抽象函数,如程序10-4所示。51Testing软件测试网3O6Fv]+?J!\%uA
51Testing软件测试网_*_A#Y6[:~6N!s0b程序10-4 父类Base.java
j-f
lm9^s
j2[0- package principle.liskovsubstitution;
-
- public abstract class Base {
- private int height;
- private int width;
-
- public int getHeight() {
- return height;
- }
-
- public void setHeight(int height) {
- this.height = height;
- }
-
- public int getWidth() {
- return width;
- }
-
- public void setWidth(int width) {
- this.width = width;
- }
-
- public abstract void zoom(int width, int height);
- }
{[-Mk4]7J0长方形类继承自该父类,并编写自己的zoom()实现函数,如程序10-5所示。
p
sY[#dX051Testing软件测试网'|:D)U
}a)Cr4hG程序10-5 修改后的长方形类BaseRectangle.java51Testing软件测试网3Y0h8|L2gr
- package principle.liskovsubstitution;
-
- public class BaseRectangle extends Base {
- public void zoom(int width, int height) {
- setWidth(getWidth() + width);
- setHeight(getHeight() + height);
- }
- }
51Testing软件测试网:m?
sk+J6K ~;h'k正方形类也继承自该父类,并编写自己的zoom()实现函数,如程序10-6所示。
/x#~5?8K,S8Mj0?7W051Testing软件测试网y4_ m%H'U(yZ#jc程序10-6 修改后的正方形类BaseSquare.java
Mcw+eq_\W%{0- package principle.liskovsubstitution;
-
- public class BaseSquare extends Base {
- public void setWidth(int width) {
- super.setWidth(width);
- super.setHeight(width);
- }
- public void setHeight(int height) {
- super.setWidth(height);
- super.setHeight(height);
- }
-
- public void zoom(int width, int height) {
- int length = (width + height) /2;
- setWidth(getWidth() + length);
- setHeight(getHeight() + length);
- }
- }
51Testing软件测试网DhdXw
Q"t e编写测试函数如程序10-7所示。
I/Hz O0F6lS051Testing软件测试网_+F?xt+d0Q程序10-7 修改后的测试类BastTest.java51Testing软件测试网 K`E(x
Z
- package principle.liskovsubstitution;
-
- public class BastTest {
- public void zoom(Base base, int width, int height) {
- base.zoom(width, height);
- }
- }
*i/A2k!O!fdU(S"dHF-m0此时的Base类可以被它的子类Rectangle和Square所替代,而不用改变测试代码。这就是符合里氏代换原则的编写方式。
K)T'yoX}t`3Y/z!X051Testing软件测试网#LUv!|*h4`f由此可见,在进行设计的时候,我们尽量从抽象类继承,而不是从具体类继承。如果从继承等级树来看,所有叶子节点应当是具体类,而所有的树枝节点应当是抽象类或者接口。当然这只是一个一般性的指导原则,使用的时候还要具体情况具体分析。
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