C 例項解釋物件導向程式設計中的黎克特制替換原則

在物件導向程式設計中，solid是五個設計原則的首字母縮寫，旨在使軟體設計更易於理解、靈活和可維護。這些原則是由美國軟體工程師和講師羅伯特·c·馬丁(robert cecil martin)提出的許多原則的子集，在他2023年的**《設計原則與設計模式》中首次提出。

solid 原則包含：

本文我們來介紹黎克特制替換原則。

在物件導向的程式設計中，黎克特制替換原則（liskov substitution principle）是對子型別的特別定義。它由芭芭拉·利斯科夫（barbara liskov）在2023年的一次會議上，在名為「資料的抽象與層次」的演說中首次提出。

黎克特制替換原則的內容可以描述為：「派生類（子類）物件可以在程式中代替其基類（超類）物件。」

也就是說，程式中的物件不管出現在什麼地方，都應該可以使用其派生類（子類）的物件進行替換，而不影響程式執行的正確性。

我們看這樣乙個示例，假設乙個企業有三種員工，一種是拿鐵飯碗的永久雇員，一種是合同工，一種是臨時工。我們設計幾個類來表示這三種員工。

先定義乙個 employee 基類。

public abstract class employee
/// /// 計算獎金
/// 
/// 
public abstract decimal calculatebonus();
}

再定義該基類的三個子類：

/// /// 永久雇員
/// 
public class permanentemployee : employee
}/// /// 合同工
/// 
public class contractemployee : employee
}/// /// 臨時工（臨時工沒有獎金）
/// 
public class temporaryemployee : employee
}

接下來在main方法中呼叫它們。

先定義乙個型別為基類 employee 的變數e，再分別使用其子類 permanentemployee、contractemployee 和 temporaryemployee 建立物件賦值給基類變數e，然後呼叫e的calculatebonus()方法。

static void main(string args)
; console.writeline($" 的年終獎是 元");
e = new contractemployee() ;
console.writeline($" 的年終獎是 元");
e = new temporaryemployee() ;
console.writeline($" 的年終獎是 元");
}

執行一下可以觀察到（顯而易見的），當使用 permanentemployee 和 contractemployee 類建立的物件替換基型別 employee 的變數e時，呼叫calculatebonus()方法可以正常執行，但是使用 temporaryemployee 類建立的物件替換變數e時，呼叫calculatebonus()方法丟擲了異常，導致程式無法正常執行。這就明顯違反了黎克特制替換原則。

那麼，應該如何改進一下呢？

我們看到，每種員工都有基本資訊name屬性，但是由於臨時工 temporaryemployee 沒有獎金，所以不需要計算獎金。因此我們應該把計算獎金的方法calculatebonus單獨抽象出去，而不是讓它們都繼承於同乙個基類，並將 temporaryemployee 子類中的calculatebonus方法丟擲乙個異常。

改進後的**：

inte***ce iemployee
public abstract class employee
}/// /// 永久雇員
/// 
public class permanentemployee : employee, iemployee
}/// /// 合同工
/// 
public class contractemployee : employee, iemployee
}/// /// 臨時工
/// 
public class temporaryemployee : employee

在main方法中，將呼叫它們的測試**改為：

static void main(string args)
; e = p;
ie = p;
console.writeline($" 的年終獎是 元");
var c = new contractemployee() ;
e = c;
ie = c;
console.writeline($" 的年終獎是 元");
e = new temporaryemployee() ;
console.writeline($" 是臨時工，無年終獎。");
}

程式執行正常。

這樣，這些子類的設計便遵循了黎克特制替換原則。

本文我介紹了 solid 原則中的黎克特制替換原則（liskov substitution principle），並通過 c# **示例簡明地詮釋了它的含意和實現，希望對您有所幫助。

作者：技術譯民

出品：技術譯站

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