里氏替換原則（Liskov Substitution Principle ，LSP）：

指的是任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。

定義1

如果對每一個類型為T1的對象o1，都有類型為T2的對象o2，使得以T1定義的所有程序P在所有的對象o1都替換成o2時，程序p的行為沒有發生變化，那么類型T2是類型T1的子類型。

定義2

所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類對象。

問題由來

有一功能P1，由類A完成。現需要將功能P1進行擴展，擴展后的功能為P，其中P由原功能P1與新功能P2組成。新功能P由類A的子類B來完成，則子類B在完成新功能P2的同時，有可能會導致原有功能P1發生故障。

解決方案

當使用繼承時，遵循里氏替換原則。類B繼承類A時，除添加新的方法完成新增功能P2外，盡量不要重寫父類A的方法，也盡量不要重載父類A的方法。

里氏替換原則包含了四層含義

1.子類可以實現父類的抽象方法，但是不能覆蓋父類的非抽象方法。

實踐，以槍為例，看一下類圖

槍支類圖

槍支的抽象類：

public abstract class AbstractGun {public abstract void shoot(); }

手槍，步槍實現類：

public class HandGun extends AbstractGun {public void shoot() {System.out.println("手機射擊"); } } public class Rifle extends AbstractGun {public void shoot() {System.out.println("步槍射擊"); } }

士兵實現類：

public class Soldier {private AbstractGun gun;public void setGun(AbstractGun gun) {this.gun = gun;}public void killEnemy() {System.out.println("士兵殺敵人");gun.shoot();} }

場景類：

public class Client {public static void main(String[] args) {Soldier sanMao = new Soldier();sanMao.setGun(new Rifle());sanMao.killEnemy();} }

注意

在類中調用其他類時務必要使用父類或者接口（例如Solider類的setGun(AbstractGun gun)方法），否則說明類的設計已經違背了LSP原則。

現在有個玩具槍該怎么定義？直接繼承AbstractGun類嗎？如下：

public class ToyGun extends AbstractGun {@Overridepublic void shoot() {//玩具槍不能像真槍殺敵，不實現} }

現在的場景類：

public class Client {public static void main(String[] args) {Soldier sanMao = new Soldier();sanMao.setGun(new ToyGun());sanMao.killEnemy();} }

在這種情況下，士兵拿著玩具槍殺敵，發現業務調用類已經出現了問題，正常的業務邏輯運行結果是不正確的。（因為玩具槍并不能殺敵）ToyGun應該脫離繼承，建立一個獨立的類，可以與AbstractGun建立關聯委托關系。類圖如下：

玩具槍與真實槍分離

按照繼承的原則，ToyGun繼承AbstractGun是沒有問題的，但是在具體應用場景中就需考慮：子類是否能夠完整地實現父類的業務，否則就會出現上面的情況拿玩具槍殺敵。

注意

如果子類不能完整地實現父類的方法，或者父類的某些方法在子類中發生重寫或者重載，則建議斷開父子繼承關系，采用依賴、聚集、組合等關系代替繼承。

2 子類中可以增加自己特性

子類當然可有自己的方法和屬性。里氏替換原則可以正著用，但是不能反著用，在子類出現的地方，父類未必可以勝任。

再說下面兩層含義之前先要明白 重載 重寫(覆蓋) 的區別:

重寫（覆蓋）的規則：

重載的規則：

3 類的方法重載父類的方法時，方法的前置條件(形參)要比父類方法的輸入參數更寬松.

實例：

public class Father {public Collection doSomething(HashMap map){System.out.println("父類被執行了");return map.values();} } public class Son extends Father{public Collection doSomething(Map map){System.out.println("子類被執行了");return map.values();} } public class Client{public static void main(String[] args) {invoker();}public static void invoker(){Son son = new Son();//子類對象HashMap map=new HashMap<>();son.doSomething(map);} }

運行是”父類被執行了”，這是正確的，父類方法的參數是HashMap類型，而子類的方法參數是Map類型，子類的參數類型范圍比父類大，那么子類的方法永遠也不會執行。

4 覆寫或者實現父類的方法時輸出結果(返回值)可以被縮小

父類的一個方法的返回值是一個類型T，子類的相同方法（重載或者重寫）的返回值為S，那么里氏替換原則就要求S必須小于等于T。

總結

有子類出現的地方父類未必就可以出現

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總結

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