设计模式六大原则之----里氏替换原则

一、定义

所有引用基类的地方，必须能透明的使用其子类对象。通俗的说：遵循里氏替换原则的代码，只要父类出现的地方就可以使用子类来替换它而不会产生任何错误，使用者不需要知道用的是父类还是子类。
它的核心是继承

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二、优缺点

它的核心是继承，它的优缺点也是继承的优缺点

2.1 优点

• 代码共享：子类拥有父类的属性和方法
• 重用性：子类重用父类的代码
• 子父类异同：子类形似父类，异于父类，子父类不同
• 扩展性：子类可以随意扩展父类
• 开放性：父类可以随意被扩展，所以开放性随之增加

2.2 缺点

• 侵入性：继承是具有侵入性的，强制继承父类的属性和方法
• 灵活性：降低了了灵活性，子类必须拥有父类的方法，从子类角度看，子类被父类约束了
• 耦合性：耦合性增强，子类继承了父类的属性和方法，如果修改父类，那么所有子类的逻辑有可能都要修改

三、重点

• 返回值范围
  
  • 子类返回值S，父类返回值F，根据里氏替换原则，F范围必须大于S
• 重载约束
  
  • 在对象调用时，不能让子类的方法被调用；继承父类时，子类不能重写父类的方法；必须重写时子类的方法参数个数大于父类

四、 注意点

如果想要遵循里氏替换原则，那么尽量避免让子类拥有自己单独的属性和方法，子类个性多了，子父类关系将难以调和

五、案例

路边摆摊打气球，我们可以用玩具枪射击，也可以用仿真枪射击。用代码描述出来。

5.1 遵循里氏替换原则代码实现

/**
 * 枪的抽象类，包含抽象方法和一个成员变量
 *
 * Created by rytong on 2017/11/14.
 */

public abstract class IGun {
    protected static final String TAG = "IGun";

    public abstract void shoot();
}

玩具枪类，仿真枪类似：

/**
 * 玩具枪类
 * Created by rytong on 2017/11/14.
 */

public class PlayerGun extends IGun {

    @Override
    public void shoot() {
        Log.e(TAG,"用玩具枪打气球");
    }
}

打气球的玩家：

/**
 * 打气球的玩家
 * Created by rytong on 2017/11/14.
 */

public class Player {
    IGun gun;

    public Player(IGun gun) {
        this.gun = gun;
    }
    public void shoot(){
        gun.shoot();
    }
}

玩家打气球：

IGun iGun = new PlamingGun();
    new Player(iGun).shoot();

    IGun iGun1 = new PlayerGun();
    new Player(iGun1).shoot();

玩家打了两枪，结果：

Log的TAG是继承的父类，射击方法是实现的父类的抽象方法。

11-14 21:04:49.084 20053-20053/com.designpatterndisclipline E/IGun: 使用仿真枪打气球
11-14 21:04:49.084 20053-20053/com.designpatterndisclipline E/IGun: 用玩具枪打气球

5.2 修改逻辑模拟不严格遵循里氏替换原则可能存在的问题

给IGun增加两个方法，一个内部调用，一个开放出来player调用

/**
 * 枪的抽象类，包含抽象方法和一个成员变量
 *
 * Created by rytong on 2017/11/14.
 */

public abstract class IGun {
    protected static final String TAG = "IGun";

    public abstract void shoot();

    private void preBullet(){
        Log.e(TAG,"先准备好子弹才能射击。");
    }

    public void fire(){
        preBullet();
        shoot();
    }
}

PlayerGun不遵循里氏替换原则，覆盖父类的成员变量和方法，而PlamingGun完全遵循里氏替换原则。

/**
 * 玩具枪类
 * Created by rytong on 2017/11/14.
 */

public class PlayerGun extends IGun {

    private String TAG = "PlayerGun";

    @Override
    public void shoot() {
        Log.e(TAG,"用玩具枪打气球");
    }

    @Override
    public void fire() {
//        super.fire();
        Log.e(TAG,"我在玩玩具枪，不打气球");
    }
}

/**
 * 仿真枪类
 * Created by rytong on 2017/11/14.
 */

public class PlamingGun extends IGun {
    @Override
    public void shoot() {
        Log.e(TAG,"使用仿真枪打气球");
    }
}

修改玩家射击的方法

/**
 * 打气球的玩家
 * Created by rytong on 2017/11/14.
 */

public class Player {
    IGun gun;

    public Player(IGun gun) {
        this.gun = gun;
    }
    public void shoot(){
        gun.fire();
    }
}

玩家射击气球：

IGun iGun = new PlamingGun();
    new Player(iGun).shoot();

    IGun iGun1 = new PlayerGun();
    new Player(iGun1).shoot();

执行结果：

11-14 21:17:50.800 28393-28393/com.designpatterndisclipline E/IGun: 先准备好子弹才能射击。
11-14 21:17:50.800 28393-28393/com.designpatterndisclipline E/IGun: 使用仿真枪打气球
11-14 21:17:50.802 28393-28393/com.designpatterndisclipline E/PlayerGun: 我在玩玩具枪，不打气球

如果设计时规定了要遵循里氏替换原则那么就要严格遵守，否则在编程过程中往往会发生一些难以预料的错误，也就是你的代码的bug率会大大提升。