設計模式六大原則(2) 黎克特制替換原則

2021-07-26 16:07:57 字數 2305 閱讀 7777

承接上文,今天說道設計模式六大原則中的黎克特制替換原則,相信有不少人跟我剛看到這項原則的時候一樣,對這個原則的名字充滿疑惑。其實原因就是這項原則最早是在2023年,由麻省理工學院的一位姓裡的女士(barbara liskov)提出來的。那這個黎克特制替換原則究竟在我們的程式中是怎樣的一種存在呢?且看下文。

黎克特制替換原則是個啥?

定義1:如果對每乙個型別為 t1的物件 o1,都有型別為 t2 的物件o2,使得以 t1定義的所有程式 p 在所有的物件 o1 都代換成 o2 時,程式 p 的行為沒有發生變化,那麼型別 t2 是型別 t1 的子型別。

定義2:所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的物件。

什麼t1,o1云云的,還是不懂呀?

通俗的講,這個原則表達的意思是乙個子類應該可以替換掉父類並且可以正常工作。也就是說我們現在有乙個拖拉機的類t1,這個拖拉機有個物件叫o1;但是有個我們需要乙個耕地的三輪拖拉機t2,他只要繼承t1拖拉機的就好了,唯一不同的就是需要乙個耕地的耙犁,但是在是這個t2有個物件也是o2;把這個耙犁裝在t1還是t2,這個功能p依舊是正常執行的,這就是黎克特制替換原則。

那麼問題來了,要是我們的需求是大麵記得耕地,需要大馬力的東方紅拖拉機呢?這樣的耙犁是特製的,要是替換的話整個更能就不能用了?怎麼辦?

問題由來:有一功能p1,由類a完成。現需要將功能p1進行擴充套件,擴充套件後的功能為p,其中p由原有功能p1與新功能p2組成。新功能p由類a的子類b來完成,則子類b在完成新功能p2的同時,有可能會導致原有功能p1發生故障。

解決方案:當使用繼承時,遵循黎克特制替換原則。類b繼承類a時,除新增新的方法完成新增功能p2外,盡量不要重寫父類a的方法,也盡量不要過載父類a的方法。

說明:繼承包含這樣一層含義:父類中凡是已經實現好的方法(相對於抽象方法而言),實際上是在設定一系列的規範和契約,雖然它不強制要求所有的子類必須遵從這些契約,但是如果子類對這些非抽象方法任意修改,就會對整個繼承體系造成破壞。而黎克特制替換原則就是表達了這一層含義。

繼承作為物件導向三大特性之一,在給程式設計帶來巨大便利的同時,也帶來了弊端。比如使用繼承會給程式帶來侵入性,程式的可移植性降低,增加了物件間的耦合性,如果乙個類被其他的類所繼承,則當這個類需要修改時,必須考慮到所有的子類,並且父類修改後,所有涉及到子類的功能都有可能會產生故障。

下面用具體的**來深入的了解下這個文靜低調的黎克特制替換原則:

public class function01 

}class a

}

執行結果:

100-50=50

100-60=40

上述**很簡單的完成了這輸出功能,那麼我們需要增加乙個新的功能:完成兩數相加,然後再與100求和,由類b來負責。即類b需要完成兩個功能:

兩數相減。

兩數相加,然後再加100。

實現**:

public class function01 

}//父類

class a

}//子類(繼承類)

class b extends a

//子類獨有的方法

public int func2(int a,int b)

}

執行結果:

100-50=150

100-60=160

100+20+100=220

這是個什麼詭異的結果?我們發現原本執行正常的相減功能發生了錯誤!這是為什麼?

原因就是類b在給方法起名時無意中重寫了父類的方法,造成所有執行相減功能的**全部呼叫了類b重寫後的方法,造成原本執行正常的功能出現了錯誤。在本例中,引用基類a完成的功能,換成子類b之後,發生了異常。在實際程式設計中,我們常常會通過重寫父類的方法來完成新的功能,這樣寫起來雖然簡單,但是整個繼承體系的可復用性會比較差,特別是運用多型比較頻繁時,程式執行出錯的機率非常大。如果非要重寫父類的方法,比較通用的做法是:原來的父類和子類都繼承乙個更通俗的基類,原有的繼承關係去掉,採用依賴、聚合,組合等關係代替。

總結:黎克特制替換原則通俗的來講就是:子類可以擴充套件父類的功能,但不能改變父類原有的功能。它包含以下4層含義:

子類可以實現父類的抽象方法,但不能覆蓋父類的非抽象方法。

子類中可以增加自己特有的方法。

當子類的方法過載父類的方法時,方法的前置條件(即方法的形參)要比父類方法的輸入引數更寬鬆。

當子類的方法實現父類的抽象方法時,方法的後置條件(即方法的返回值)要比父類更嚴格。

很多碼農都會想:看上去很不可思議,這有什麼的!因為我們會發現在自己程式設計中常常會違反黎克特制替換原則,程式照樣跑的好好的。所以大家都會產生這樣的疑問,假如我非要不遵循黎克特制替換原則會有什麼後果?後果就是:你寫的**出問題的機率將會大大增加。

設計模式六大原則(2) 黎克特制替換原則

肯定有不少人跟我剛看到這項原則的時候一樣,對這個原則的名字充滿疑惑。其實原因就是這項原則最早是在1988年,由麻省理工學院的一位姓裡的女士 barbara liskov 提出來的。定義1 如果對每乙個型別為 t1的物件 o1,都有型別為 t2 的物件o2,使得以 t1定義的所有程式 p 在所有的物件...

設計模式六大原則(2) 黎克特制替換原則

肯定有不少人跟我剛看到這項原則的時候一樣,對這個原則的名字充滿疑惑。其實原因就是這項原則最早是在1988年,由麻省理工學院的一位姓裡的女士 barbara liskov 提出來的。定義1 如果對每乙個型別為 t1的物件 o1,都有型別為 t2 的物件o2,使得以 t1定義的所有程式 p 在所有的物件...

設計模式六大原則(2) 黎克特制替換原則

黎克特制替換原則 強調的是類繼承時,不要重寫或者過載父類中已經實現的方法,只實現抽象方法。繼承包含這樣一層含義 父類中凡是已經實現好的方法 相對於抽象方法而言 實際上是在設定一系列的規範和契約,雖然它不強制要求所有的子類必須遵從這些契約,但是如果子類對這些非抽象方法任意修改,就會對整個繼承體系造成破...