php设计模式六大原则(2)-里氏替换原则 [PHP相关]

作者:上班偷偷打酱油 发布于:2016-07-11 浏览:433次 收藏

起源:

肯定有不少人跟我刚看到这项原则的时候一样,对这个原则的名字充满疑惑。其实原因就是这项原则最早是在1988年,由麻省理工学院的一位姓里的女士(Barbara Liskov)提出来的。

理论:

定义1:如果对每一个类型为T1的对象o1,都有类型为T2的对象o2,使得以T1定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时,程序P的行为没有发生变化,那么类型T2是类型T1的子类型。

定义2:所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

问题由来:

有一功能P1,由类A完成。现需要将功能P1进行扩展,扩展后的功能为P,其中P由原有功能P1与新功能P2组成。新功能P由类A的子类B来完成,则子类B在完成新功能P2的同时,有可能会导致原有功能P1发生故障。

解决方案:

当使用继承时,遵循里氏替换原则。类B继承类A时,除添加新的方法完成新增功能P2外,尽量不要重写父类A的方法,也尽量不要重载父类A的方法。

继承包含这样一层含义:父类中凡是已经实现好的方法(相对于抽象方法而言),实际上是在设定一系列的规范和契约,虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约,但是如果子类对这些非抽象方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义。

继承作为面向对象三大特性之一,在给程序设计带来巨大便利的同时,也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性,程序的可移植性降低,增加了对象间的耦合性,如果一个类被其他的类所继承,则当这个类需要修改时,必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能会产生故障。

实例

举例说明继承的风险,我们需要完成一个两数相减的功能,由类demo来负责。

class demo {
    public function f1($a, $b)
    {
        return $a-$b;
    }
}

class Client {
    public function main()
    {
        $demo = new demo();
        echo '100-50='.$demo->f1(100,50);
        echo '150-50='.$demo->f1(150,50);
    }
}

运行结果:

100-50=50
100-80=20

后来,我们需要增加一个新的功能:完成两数相加,然后再与100求和,由类B来负责。即类B需要完成两个功能:

两数相减。

两数相加,然后再加100。

由于类A已经实现了第一个功能,所以类demo1继承类demo后,只需要再完成第二个功能就可以了,代码如下

class demo1 extend demo {
    public function f1($a, $b)
    {
        return $a+$b;
    }
    
    public function f2($a, $b)
    {
        return $this->f1($a, $b)+100;
    }
}

class Client {
    public function main()
    {
        $demo1 = new demo1();
        echo '100-50='.$demo1->f1(100,50);
        echo '150-50='.$demo1->f1(150,50);
        echo '100+20+100='.$demo1->f2(100,20);
    }
}

类B完成后,运行结果:

100-50=150
100-80=180
100+20+100=220

我们发现原本运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类B在给方法起名时无意中重写了父类的方法,造成所有运行相减功能的代码全部调用了类B重写后的方法,造成原本运行正常的功能出现了错误。在本例中,引用基类A完成的功能,换成子类B之后,发生了异常。在实际编程中,我们常常会通过重写父类的方法来完成新的功能,这样写起来虽然简单,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,程序运行出错的几率非常大。如果非要重写父类的方法,比较通用的做法是:原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类,原有的继承关系去掉,采用依赖、聚合,组合等关系代替。

里氏替换原则通俗的来讲就是:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。它包含以下4层含义:

1.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。

2.子类中可以增加自己特有的方法。

3.当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。

4.当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。

看上去很不可思议,因为我们会发现在自己编程中常常会违反里氏替换原则,程序照样跑的好好的。所以大家都会产生这样的疑问,假如我非要不遵循里氏替换原则会有什么后果?

后果就是:你写的代码出问题的几率将会大大增加。

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标签: 设计模式 六大原则
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