6大设计原则之里氏替换原则

首先说说继承：

????继承的优点：

????????1.代码共享

????????2.提高代码的重用性

????????3.子类可以形似父类但又异于父类

????????4.提高代码的可重用性

????????5.提高代码的开放性

????缺点：1.继承是带有侵入性的

????????? 2.降低了代码的灵活性

????????? 3.增强了耦合

什么是里氏替换？

????简单说就是将父类出现的地方替换成子类，系统不会出现新的错误或异常。是实现抽象化的一种规范。

1. 尽量不要重写父类已实现的方法

2. 尽量不要重载父类的方法；当子类重载父类方法时，方法的入参要比父类的入参更加宽松

3. 所有派生类的行为功能必须和使用基类的期望保持一致，避免出现派生类与基类不一致的行为

4. 子类完全实现父类的方法，当子类实现父类的抽象方法时,返回值要比父类的返回值更加严格

有名的两个悖论：正方形不是长方形和企鹅不是鸟；

这里简单说说企鹅不是鸟：

生物学中鸟是脊椎动物的一类，温血卵生，用肺呼吸，几乎全身有羽毛，后肢能行走，前肢变为翅，大多数能飞。鸟的主要特征是：身体呈流线型（纺锤型或梭形），大多数飞翔生活。体表被覆羽毛，一般前肢变成翼（有的种类翼退化）；胸肌发达；直肠短，食量大消化快，即消化系统发达，有助于减轻体重，利于飞行；心脏有两心房和两心室，心搏次数快。体温恒定。呼吸器官除具肺外，还有由肺壁凸出而形成的气囊，用来帮助肺进行双重呼吸。

但这里我们来设计一个与鸟相关的程序：

所有的鸟都由鸟类派生：

鸟类：

??public?class?Bird
????{
????????//速度
????????private?float?velocity;

????????public?virtual?void?Fly()
????????{
????????????Console.WriteLine("I?Can?Fly?!!!");
????????}

????????public?virtual?void?SetVelocity(float?v)
????????{
????????????this.velocity?=?v;
????????}

????????public?double?GetVelocity()
????????{
????????????return?this.velocity;
????????}
????}
//企鹅
????public?class?Penguin:Bird
????{
????????public?override?void?Fly()
????????{
????????????Console.WriteLine("?I?Can't?Fly?...");
????????}

????????public?override?void?SetVelocity(float?v)
????????{
????????????//企鹅不会飞，所以速度为0
????????????base.SetVelocity(0);
????????}
????}
//测试类
????class?TestBird
????{
????????public?static?void?CalcTime(Bird?bird)
????????{
????????????float?length?=?10000;
????????????try
????????????{
????????????????Console.Write("通过10000长的距离，耗时：");
????????????????Console.WriteLine(length?/?bird.GetVelocity());
????????????}
????????????catch?(Exception?ex)
????????????{
????????????????Console.WriteLine(ex.Message);
????????????}
????????}
????}

运行结果：

这里C#中虽然没有抛出异常，但从结果中我们看出再计算Penguin所用飞行时间时已经有了除0操作，这是不被允许的；已经和我们的期望相违背。

所以Penguin类和Bird类之间的继承关系违反了里氏代换原则，它们之间的继承关系不成立，企鹅不是鸟。

“企鹅到底是不是鸟”，企鹅是鸟也不是鸟，这个结论似乎就是个悖论。产生这种情况有两方面的原因：

1. 没有搞清楚类的继承关系的定义

   我们经常说类的继承关系就是一种“Is-A”关系，实际上指的是行为上的“Is-A”关系，

   也就是说是关注的对象的行为，这里是使用行为来对对象进行分类的，只有行为一致才能抽象出一个类来

2. 要看清程序依赖的具体环境

   具体需求和环境而定，（如果要求根据是否是卵生来区分是否是鸟类，那企鹅就很明显符合要求了）

里氏替换原则实际上是给了我们一个类的继承原则：

如果不符合里氏替换原则则说明子类不应该继承该父类，需要考虑重新设计他们之间的关系。

（采用依赖、聚集组合等关系替换）