- 在软件开发中，为了提高软件系统的可维护性和可复用性，增加软件的可扩展性和灵活性，程序员要尽量根据7条原则来开发程序，从而提高软件的开发效率，节约软件开发成本和维护成本，我们将在下面的几节中依次来介绍者7条原则，本节介绍里氏替换原则
历史替换原则的定义
由麻省理工学院计算机学实验室的里斯科夫（Liskov）女士在1987年的“面向对象技术高峰会议”（OOPSLA）上发表的一篇文章《数据抽象和层次》Data Abstraction and Hierarchy 里面提出来的，
（Inheritance should ensure that any property property proved about supertype objects also holdes for subtype objects）
里氏替换原则主要阐述了有关继承的一些原则，也就是什么时候应该使用继承，什么时候不应该使用继承，以及其中蕴含的原理，里氏替换原则是继承复用的基础，它反映了基类与子类之间的关系，是对开闭原则的补充，是对实现抽象化的具体步骤的规范。
里氏替换原则的作用
- 里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一。
- 它克服了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点。
- 它是动作正确性的保证，即类的扩展不会给已有的系统引入新的错误，降低了代码出错的可能性。
- 加强了程序的健壮性，同时变更时可以做到非常好的兼容性，提高程序的维护性、扩展性、降低需求变更时引入的风险。
里氏替换原则的实现方法
也就是说：子类继承父类时，除添加新的方法完成新增加的功能外，尽量不要重写父类的方法。
根据上述理解，里氏替换原则总结
- 子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法
- 子类中可以增加自己可有的方法
- 当子类中的方法重载父类的方法时，方法的前置条件（即方法的输入参数）要比父类的方法更宽松
- 当子类的方法实现父类的方法时（重写/重载或实现抽象方法），方法的后置条件（即方法的输出/返回值）要比父类方法更严格或相等
通过重写父类的方法来完成新的功能写起来虽然简单，但是整个 继承体系的可复用性会比较差，特别是运用多态比较频繁时，程序运行出错的概率会非常大。
如果程序违背了里氏替换原则，则继承类的对象在基类出现的地方会出现运行错误，这时其修正方法时：取消原来的继承关系。
关于里氏替换原则的例子，最有名的是“正方形不是长方形”。当然，生活中也有很多类似的例子，例如：企鹅、鸵鸟和几维鸟从生物学的角度来划分，他们属于鸟类，但从类的继承关系来看，由于他们不能继承鸟类的会飞功能。所以他们不能定义为鸟的子类，同样，气球鱼 不会游泳，不能定义为鱼的子类，玩具炮不能炸人，所以不能定义为炮的子类等。
【例1】 里氏替换原则“几维鸟不是鸟”实例应用
分析：鸟一般都会飞行，燕子120km/h，几维鸟无法飞行，设计一个实例，计算两种鸟飞行300千米花费时间，显然，那燕子来测试这段代码，结果正确，几维鸟测试，结果就会发生“除零异常” 或“无穷大”，不符合预期。
jiweiniao.png
package principle;
public class LSPtest {
public static void main(String[] args) {
Bird bird1 = new Swallow();
Bird bird2 = new BrownKiwi();
bird1.setSpeed(120);
bird2.setSpeed(120);
System.out.println("如果飞行300公里：");
try {
System.out.println("燕子将飞行" + bird1.getFlyTime(300) + "小时.");
System.out.println("几维鸟将飞行" + bird2.getFlyTime(300) + "小时。");
} catch (Exception err) {
System.out.println("发生错误了!");
}
}
}
//鸟类
class Bird {
double flySpeed;
public void setSpeed(double speed) {
flySpeed = speed;
}
public double getFlyTime(double distance) {
return (distance / flySpeed);
}
}
//燕子类
class Swallow extends Bird {
}
//几维鸟类
class BrownKiwi extends Bird {
public void setSpeed(double speed) {
flySpeed = 0;
}
}
程序的运行结果如下：
如果飞行300公里：
燕子将飞行2.5小时.
几维鸟将飞行Infinity小时。
程序运行错误的原因是：几维鸟类重写了鸟类的 setSpeed(double speed) 方法，这违背了里氏替换原则。正确的做法是：取消几维鸟原来的继承关系，定义鸟和几维鸟的更一般的父类，如动物类，它们都有奔跑的能力。几维鸟的飞行速度虽然为 0，但奔跑速度不为 0，可以计算出其奔跑 300 千米所要花费的时间。其类图如图 2 所示。
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