SOLID原则学习，里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）

1. 定义

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP） 是面向对象设计中的五大原则（SOLID）之一，由 Barbara Liskov 提出。它是继承关系的核心原则，确保子类可以替换父类而不影响程序的正确性。

子类对象必须能够替换父类对象，且替换后程序的行为不会发生变化。

换句话说，如果一个程序使用了一个父类的对象，那么它应该能够使用该父类的任何子类对象，而不会产生错误或意外行为。

2. 里氏替换原则的核心思想

1. 子类必须完全实现父类的行为：

• 子类必须实现父类的所有方法，且不能改变父类的行为。

• 子类可以扩展父类的功能，但不能修改父类的原有功能。

2. 子类不能违背父类的约束：

• 子类的方法参数范围必须与父类一致或更宽松。

• 子类的方法返回值范围必须与父类一致或更严格。

3. 子类不能抛出父类未声明的异常：

• 子类的方法不能抛出父类方法未声明的异常。

3. 违反里氏替换原则的后果

如果子类不能完全替换父类，可能会导致以下问题：

程序行为不一致。

难以维护和扩展。

引入隐藏的 bug。

4. 实现里氏替换原则的方法

1. 使用抽象基类或接口：

• 定义清晰的接口或抽象类，确保子类实现所有必要的行为。

2. 避免子类修改父类的行为：

• 子类只能扩展父类的功能，不能改变父类的核心逻辑。

3. 遵循契约设计：

• 父类定义明确的契约（前置条件、后置条件、不变式），子类必须遵守这些契约。

4. 实例分析

场景描述
假设我们有一个表示矩形的类 Rectangle，它有一个计算面积的方法。现在我们需要支持正方形 Square，正方形是一种特殊的矩形。

违反里氏替换原则的实现

class Rectangle {
   
protected:
    int width, height;

public:
    void setWidth(int w) {
    width = w; }
    void setHeight(int h) {
    height = h; }
    int getWidth() const {