# 3.6 里氏替换原则
# 3.6.1 介绍
- 里氏替换原则是继承复用的基石，对开闭原则的补充
- 子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能
- 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特有的方法
- 对子类的继承关系进行约束，也是开闭原则的补充
- 可以增加程序的健壮性
里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。
里氏代换原则：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。通俗理解：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。换句话说，子类继承父类时，除添加新的方法完成新增功能外，尽量不要重写父类的方法。
如果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，程序运行出错的概率会非常大。
下面看一个里氏替换原则中经典的一个例子
【例】正方形不是长方形。
在数学领域里，正方形毫无疑问是长方形，它是一个长宽相等的长方形。所以，我们开发的一个与几何图形相关的软件系统，就可以顺理成章的让正方形继承自长方形。
代码如下：
长方形类（Rectangle）：
public class Rectangle { private double length; private double width; public double getLength() { return length; } public void setLength(double length) { this.length = length; } public double getWidth() { return width; } public void setWidth(double width) { this.width = width; } }代码已经复制到剪贴板
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正方形（Square）：
由于正方形的长和宽相同，所以在方法setLength和setWidth中，对长度和宽度都需要赋相同值。
public class Square extends Rectangle { public void setWidth(double width) { super.setLength(width); super.setWidth(width); } public void setLength(double length) { super.setLength(length); super.setWidth(length); } }代码已经复制到剪贴板
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类RectangleDemo是我们的软件系统中的一个组件，它有一个resize方法依赖基类Rectangle，resize方法是RectandleDemo类中的一个方法，用来实现宽度逐渐增长的效果。
public class RectangleDemo { public static void resize(Rectangle rectangle) { while (rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()) { rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1); } } //打印长方形的长和宽 public static void printLengthAndWidth(Rectangle rectangle) { System.out.println(rectangle.getLength()); System.out.println(rectangle.getWidth()); } public static void main(String[] args) { Rectangle rectangle = new Rectangle(); rectangle.setLength(20); rectangle.setWidth(10); resize(rectangle); printLengthAndWidth(rectangle); System.out.println("============"); Rectangle rectangle1 = new Square(); rectangle1.setLength(10); resize(rectangle1); printLengthAndWidth(rectangle1); } }代码已经复制到剪贴板
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我们运行一下这段代码就会发现，假如我们把一个普通长方形作为参数传入resize方法，就会看到长方形宽度逐渐增长的效果，当宽度大于长度,代码就会停止，这种行为的结果符合我们的预期；假如我们再把一个正方形作为参数传入resize方法后，就会看到正方形的宽度和长度都在不断增长，代码会一直运行下去，直至系统产生溢出错误。所以，普通的长方形是适合这段代码的，正方形不适合。 我们得出结论：在resize方法中，Rectangle类型的参数是不能被Square类型的参数所代替，如果进行了替换就得不到预期结果。因此，Square类和Rectangle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，正方形不是长方形。
如何改进呢？此时我们需要重新设计他们之间的关系。抽象出来一个四边形接口(Quadrilateral)，让Rectangle类和Square类实现Quadrilateral接口
# 3.6.2 案例
- 创建一个老师类，增加老师的独有的方法
public class Teacher{ /** * 父类中特有的方法 */ public int fun1(int a ,int b){ return a + b; } }代码已经复制到剪贴板
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- 创建一个学生类，继承老师，并覆盖老师的方法，这样写违背里氏代换原则，原则要求不改变父类原有的功能
public class Student extends Teacher{ /** * 子类中复写了父类的方法，违背了里氏替换原则 */ @Override public int fun1(int a, int b) { return a - b; } public int fun2(int a, int b) { return a + b + 10 ; } }代码已经复制到剪贴板
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- 创建测试类
public class Test { public static void main(String[] args) { Teacher teacher = new Teacher(); System.out.println("teacher.fun1(1, 2) = " + teacher.fun1(1, 2)); /** * 违反了里氏代换原则，导致结果天差地别 */ Student student = new Student(); System.out.println("student.fun1(1, 2) = " + student.fun1(1, 2)); } }代码已经复制到剪贴板
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- 修改成不违背历史替换原则
public class Student extends Teacher{ /** * 子类中不复写父类的方法,保留父类原有的方法 */ @Override public int fun1(int a, int b) { return super.fun1(a, b); } public int fun2(int a, int b) { return a + b + 10 ; } }代码已经复制到剪贴板
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