【愚公系列】2021年12月 面向对象设计原则(三)-里氏替换原则(Liskov Substitution Principle or LSP)

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前言

一、里氏替换原则(Liskov Substitution Principle or LSP)

二、使用步骤

示例

总结

常用的面向对象设计原则有七个，这七大设计原则都是以可维护性和可复用性为基础的，这些原则并不是孤立存在的，它们相互依赖相互补充，遵循这些设计原则可以有效地提高系统的复用性，同时提高系统的可维护性。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

所有引用基类的地方必须透明的使用其子类的对象。

在代码中将基类对象转换成其子类对象，不应当产生任何错误或异常。

namespace Liskov;      

public abstract class Shape {

    public abstract double Area();
    public abstract void Draw();

    public virtual void ShowMessage() {
        Console.WriteLine($"I'm a(n) {this.ToString()}!");
    }
}      

public class Rectangle : Shape {

    public int Height = 3;
    public int Width = 7;

    public override double Area() => Height * Width;

    public override void Draw() {
        Console.WriteLine("Draw Rectangle!");
    }

}      

public class Circle : Shape {

    public int Radii = 6;
    const double PI = 3.1415926535898;

    public override double Area() => PI * Math.Pow(Radii, 2);

    public override void Draw() {
        Console.WriteLine("Draw Circle!");
    }

}      

首先建立Shape形状抽象基类，包含2个抽象方法Area和Draw，另外包含1个虚拟方法ShowMessage并提供默认实现。里氏替换原则要求尽可能的使用其基类作为方法的参数，以下给出一个解决方案以供参考：

public static void DoSomething(Shape shape) {

    var area = shape.Area();
    shape.Draw();
    shape.ShowMessage();

}      

以下是一个调用方可能的代码：

Shape shape = new Rectangle();
DoSomething(shape);

shape = new Circle();
DoSomething(shape);

Console.ReadKey();      

以下是这个案例的输出结果：

I'm a(n) Liskov.Rectangle!
I'm a(n) Liskov.Circle!      

里氏替换原则根据“运行时子类对象覆盖父类对象”的特点，可以很方便的对系统进行扩展，只需要增加子类而无需更改任何现有代码。例如增加一个新的正方形子类Square，而不需要对DoSomething方法做任何改动。

里氏替换原则为良好的继承定义了一个规范，一句简单的定义包含了4层含义。

1.子类必须完全实现父类的方法

2.子类可以有自己的个性：从里氏替换原则来看，就是有子类出现的地方父类未必就可以出现。

3.覆盖或实现父类的方法时输入参数可以被放大

4. 覆写或实现父类的方法时输出结果可以被缩小

在项目中，采用里氏替换原则时，尽量避免子类的“个性”，一旦子类有“个性”，这个子 类和父类之间的关系就很难调和了，把子类当做父类使用，子类的“个性”被抹杀——委屈了 点；把子类单独作为一个业务来使用，则会让代码间的耦合关系变得扑朔迷离——缺乏类替换的标准。