【设计模式】软件设计七大原则 ( 里氏替换原则 | 代码示例 | 类示例 | 方法入参示例 | 方法返回值示例 )

一、里氏替换原则代码示例 ( 类的层级 | 反面示例 )

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在下面的类中 , 定义了长方形类 , 然后定义了长方形类的子类 , 正方形类 ;

其中在 正方形类中 , 重写了 长方形类的方法 ;

该操作明显违反了里氏替换原则 ;

根据里氏替换原则 , 子类只能实现抽象方法 , 不允许覆盖已有的非抽象方法 ;

1、长方形

package liskovsubstitution;/*** 长方形*/
public class Rectangle {/*** 长方形长*/private long length;/*** 长方形宽*/private long width;public long getLength() {return length;}public void setLength(long length) {this.length = length;}public long getWidth() {return width;}public void setWidth(long width) {this.width = width;}
}

2、正方形

package liskovsubstitution;/*** 正方形*/
public class Square extends Rectangle {/*** 正方形边长*/private long sideLength;public long getSideLength() {return sideLength;}public void setSideLength(long sideLength) {this.sideLength = sideLength;}/*** 重写正方形获取长度的方法*      正方形的长和宽都是边长* @return*/@Overridepublic long getLength() {return getSideLength();}/*** 重写正方形设置长度的方法*      正方形的长和宽都是边长* @param length*/@Overridepublic void setLength(long length) {setSideLength(length);}/*** 重写正方形获取长度的方法*      正方形的长和宽都是边长* @return*/@Overridepublic long getWidth() {return getSideLength();}/*** 重写正方形设置宽度的方法*      正方形的长和宽都是边长* @param width*/@Overridepublic void setWidth(long width) {setSideLength(width);}
}

二、里氏替换原则代码示例 ( 类的层级 | 正面示例 )

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子类的行为 要和 父类 保持一致 , 如果无法达到这一点 , 就无法遵守里氏替换原则 ;

使用继承时 , 一定要慎重 ;

1、四边形接口

package liskovsubstitution;/*** 四边形*      之前将 正方形 设置为 长方形 的子类不合理*      这里抽象出一个四边形接口*      令 长方形 和 正方形 都实现该 四边形接口*/
public interface Quadrangle {/*** 获取长度* @return*/long getLength();/*** 获取宽度* @return*/long getWidth();
}

2、长方形类

package liskovsubstitution;/*** 长方形*/
public class Rectangle implements Quadrangle {/*** 长方形长*/private long length;/*** 长方形宽*/private long width;@Overridepublic long getLength() {return this.length;}@Overridepublic long getWidth() {return this.width;}public void setLength(long length) {this.length = length;}public void setWidth(long width) {this.width = width;}
}

3、正方形类

package liskovsubstitution;/*** 正方形*/
public class Square implements Quadrangle {/*** 正方形边长*/private long sideLength;@Overridepublic long getLength() {return this.sideLength;}@Overridepublic long getWidth() {return this.sideLength;}public long getSideLength() {return sideLength;}public void setSideLength(long sideLength) {this.sideLength = sideLength;}
}

三、里氏替换原则代码示例 ( 方法入参 | 正面示例 )

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重载 ( 输入参数 宽松 ) : 子类的方法 重载 父类的方法 时 , 方法的前置条件 ( 输入参数 ) , 要比 父类方法的输入参数更宽松 ;

如 : 父类的参数是 HashMap , 如果要符合 里氏替换原则 , 子类如果重载父类方法 , 那么需要使用 Map 类型参数 ;
( 这里注意区分 重写 与 重载 , 重写是重写父类方法 , 重载是函数名相同 , 参数不同 )

如果在父类中参数类型是 Map , 在子类中重载参数类型是 HashMap , 这样就会出现混乱的问题 ;

客户端调用时 , 可能不清楚情况 , 加入传入了 HashMap 参数 , 此时就有可能出现混乱 , 无法调用到 父类/子类的 正常重写方法 , 方法调用被重载方法拦截的情况 ;

如果 重载的方法 的参数 比父类的方法参数更严格 , 那么这就不是重载方法 , 而是重写方法 ;

1、父类

package liskovsubstitution;import java.util.HashMap;public class Father {public void method(HashMap map) {System.out.println("执行父类 void method(HashMap map) 方法");}
}

2、子类

package liskovsubstitution;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class Child extends Father {/*** 子类重写父类的方法* 重写 ( 返回值 严格 ) : 当 子类的方法 重写 / 重载 / 实现 父类的方法时*      方法的 后置条件 ( 返回值 ) 要 比父类更严格或相等 ;* @param map*/@Overridepublic void method(HashMap map) {System.out.println("执行子类重写的 void method(HashMap map) 方法");}/*** 重载的方法* 重载 ( 输入参数 宽松 ) : 子类的方法 重载 父类的方法 时*      方法的前置条件 ( 输入参数 ) , 要比 父类方法的输入参数更宽松 ;** 如果在父类中参数类型是 Map*      在子类中重载参数类型是 HashMap*      这样就会出现混乱的问题* 客户端调用时 , 可能不清楚情况 , 加入传入了 HashMap 参数*      此时就有可能出现混乱 , 无法调用到 父类/子类的 正常重写方法*      方法调用被重载方法拦截的情况** 如果 重载的方法 的参数 比父类的方法参数更严格*      那么这就不是重载方法 , 而是重写方法** 遵守里氏替换原则很有必要* @param map*/public void method(Map map) {System.out.println("执行子类重载的 void method(Map map) 方法");}}

3、测试类

package liskovsubstitution;import java.util.HashMap;public class Main {public static void main(String[] args) {Child child = new Child();HashMap hashMap = new HashMap();// 此时传入的 HashMap 参数//      由于重载的方法接收的参数是 Map 类型的//      此时调用的是父类的方法 或 子类重写的 void method(HashMap map) 方法//      不会调用重载的 void method(Map map) 方法child.method(hashMap);}
}

执行结果 :

执行子类重写的 void method(HashMap map) 方法

四、里氏替换原则代码示例 ( 方法入参 | 反面示例 )

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在该反面示例中 , 父类中的方法参数是 Map 类型 , 子类中重载的方法参数是 HashMap 类型 ;

如果客户端调用该方法 , 传入一个 HashMap 类型的参数 , 就会出现只能调用重载方法 , 无法调用父类中定义的方法或子类中重写的方法 ;

重载的方法比父类方法参数严格 , 就会出现上述情况 ;

1、父类

package liskovsubstitution;import java.util.Map;public class Father {public void method(Map map) {System.out.println("执行父类 void method(HashMap map) 方法");}
}

2、子类

package liskovsubstitution;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class Child extends Father {/*** 子类重写父类的方法* 重写 ( 返回值 严格 ) : 当 子类的方法 重写 / 重载 / 实现 父类的方法时*      方法的 后置条件 ( 返回值 ) 要 比父类更严格或相等 ;* @param map*/@Overridepublic void method(Map map) {System.out.println("执行子类重写的 void method(HashMap map) 方法");}/*** 重载的方法* 重载 ( 输入参数 宽松 ) : 子类的方法 重载 父类的方法 时*      方法的前置条件 ( 输入参数 ) , 要比 父类方法的输入参数更宽松 ;** 如果在父类中参数类型是 Map*      在子类中重载参数类型是 HashMap*      这样就会出现混乱的问题* 客户端调用时 , 可能不清楚情况 , 加入传入了 HashMap 参数*      此时就有可能出现混乱 , 无法调用到 父类/子类的 正常重写方法*      方法调用被重载方法拦截的情况** 如果 重载的方法 的参数 比父类的方法参数更严格*      那么这就不是重载方法 , 而是重写方法** 遵守里氏替换原则很有必要* @param map*/public void method(HashMap map) {System.out.println("执行子类重载的 void method(Map map) 方法");}
}

3、测试类

package liskovsubstitution;import java.util.HashMap;public class Main {public static void main(String[] args) {Child child = new Child();HashMap hashMap = new HashMap();// 此时传入的 HashMap 参数//      由于重载的方法接收的参数是 Map 类型的//      此时调用的是父类的方法 或 子类重写的 void method(HashMap map) 方法//      不会调用重载的 void method(Map map) 方法child.method(hashMap);}
}

执行结果 :

执行子类重载的 void method(Map map) 方法

五、里氏替换原则代码示例 ( 方法返回值 )

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重写 ( 返回值 严格 ) : 当 子类的方法 重写 / 重载 / 实现 父类的方法时 , 方法的 后置条件 ( 返回值 ) 要 比父类更严格或相等 ;

如 : 父类的返回值是 Map , 子类的相同的方法 是 Map 或 HashMap ;

该错误基本不可能触犯 , 因为编译时会检查 , 如果发现子类的实现方法的返回值 大于 父类方法 , 编译时会报错 , 下图就是编译报错情况 :

1、父类

package liskovsubstitution;import java.util.Map;public abstract class Father {public abstract Map method();
}

2、子类

package liskovsubstitution;import java.util.HashMap;public class Child extends Father {/*** 子类重写父类的方法*      重写方法的返回值 , 严格程度 , 一定要小于等于父类方法的返回值* @return*/@Overridepublic HashMap method() {System.out.println("子类实现的父类的 HashMap method() 被执行");HashMap hashMap = new HashMap();return hashMap;}
}

3、测试类

package liskovsubstitution;public class Main {public static void main(String[] args) {Child child = new Child();child.method();}
}

执行结果 :

子类实现的父类的 HashMap method() 被执行