Java中里氏代換原則介紹

這篇文章主要為大家詳細介紹了里氏代換原則的相關資料，具有一定的參考價值，有興趣的小伙伴們可以參考一下

聊一聊里氏代換原則。

定義1：如果對每一個類型為T1的物件o1，都有一個類型為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，那麼類型T2 是類型T1 的子類型。

定義2：所有引用基底類別的地方必須能透明地使用其子類別的物件。

問題由來：有一功能P1，由類別A完成。現需將功能P1擴展，擴展後的功能為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，遵循里氏替換原則。類別B繼承類別A時，除新增新的方法完成新增功能P2外，盡量不要重寫父類別A的方法，也盡量不要重載父類別A的方法。

         繼承包含這樣一層意義：凡是父類別中已經實現好的方法（相對於抽象方法），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別必須遵從這些契約，但是如果子類別對這些非抽象方法任意修改，就會對整個繼承系統造成破壞。而里氏替換原則就是表達了這一層意義。

        繼承作為物件導向三大特色之一，在為程式設計帶來巨大便利的同時，也帶來了弊端。例如使用繼承會為程式帶來侵入性，程式的可移植性降低，增加了物件間的耦合性，如果一個類別被其他的類別所繼承，則當這個類別需要修改時，必須考慮到所有的子類，並且父類修改後，所有涉及子類的功能都有可能會產生故障。

        舉例說明繼承的風險，我們需要完成一個兩數相減的功能，由類別A來負責。

class A{ 
 public int func1(int a, int b){ 
  return a-b; 
 } 
} 

public class Client{ 
 public static void main(String[] args){ 
  A a = new A(); 
  System.out.println("100-50="+a.func1(100, 50)); 
  System.out.println("100-80="+a.func1(100, 80)); 
 } 
}

 運行結果：

100-50=50
100-80=20

後來，我們需要增加一個新的功能：完成兩數相加，然後再與100求和，由類B來負責。即類別B需要完成兩個功能：

兩數相減。
兩數相加，再再加100。

由於類別A已經實作了第一個功能，所以類別B繼承類別A後，只需要再完成第二個功能就可以了，程式碼如下：

class B extends A{ 
 public int func1(int a, int b){ 

  return a+b; 
 } 
  
 public int func2(int a, int b){ 
  return func1(a,b)+100; 
 } 
} 
 
public class Client{ 
 public static void main(String[] args){ 
  B b = new B(); 
  System.out.println("100-50="+b.func1(100, 50)); 
  System.out.println("100-80="+b.func1(100, 80)); 
  System.out.println("100+20+100="+b.func2(100, 20)); 
 } 
}

類別B完成後，執行結果：

100-50=150##100-80= 180
100+20+100=220

#        我們發現原本運作正常的相減功能發生了錯誤。原因就是類別B在為方法命名時無意中重寫了父類別的方法，造成所有運行相減功能的程式碼全部呼叫了類別B重寫後的方法，造成原本運作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，我們常常會透過重寫父類別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複用性會比較差，特別是運用多態比較頻繁時，程序運行出錯的幾率非常大。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一個更通俗的基類，原有的繼承關係去掉，採用依賴、聚合，組合等關係代替。

        里氏替換原則通俗的來講就是：

子類別可以擴充父類別的功能，但不能改變父類別原有的功能。 它包含以下4層意義：

• 子類別可以實作父類別的抽象方法，但不能覆寫父類別的非抽象方法。

• 子類別中可以增加自己特有的方法。

• 當子類別的方法重載父類別的方法時，方法的前置條件（即方法的形參）要比父類別方法的輸入參數更寬鬆。

• 當子類別的方法實作父類別的抽象方法時，方法的後置條件（即方法的傳回值）比父類別更嚴格。

  
  

        看起來很不可思議，因為我們會發現在自己編程中常常會違反里氏替換原則，程序照樣跑的好好的。所以大家都會產生這樣的疑問，如果我非要不遵循里氏替換原則會有什麼後果？

        後果是：

你寫的程式碼出問題的幾率將會大幅增加。

以上是Java中里氏代換原則介紹的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！