里氏代换原则

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。

案例（正方形不是长方形）

【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 ）

/*** @author zal* @date 2022年06月07日 23:23* @Description 长方形类*/
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;}
}

正方形类（Square ）

/*** @author zal* @date 2022年06月07日 23:24* @Description 正方形类*/
public class Square extends Rectangle {@Overridepublic void setLength(double length) {super.setLength(length);super.setWidth(length);}@Overridepublic void setWidth(double width) {super.setWidth(width);super.setWidth(width);}
}

测试类（RectangleDemo ）

/*** @author zal* @date 2022年06月07日 23:25* @Description*/
public class RectangleDemo {public static void main(String[] args) {//创建长方形对象Rectangle rectangle = new Rectangle();rectangle.setLength(20);rectangle.setWidth(10);//调用resize方法进行扩宽resize(rectangle);//正常打印，长和宽printLengthAndWidth(rectangle);//创建正方形对象Square square = new Square();//设置长和宽square.setLength(10);resize(square);//长和宽不能正常打印，违反了里氏代换原则printLengthAndWidth(square);}/*** 扩宽方法* @param rectangle*/public static void resize(Rectangle rectangle){//如果宽比长小，进行扩宽操作while (rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()){rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);}}/*** 打印长和宽* @param rectangle*/public static void printLengthAndWidth(Rectangle rectangle){System.out.println(rectangle.getLength());System.out.println(rectangle.getWidth());}
}

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。

案例改进

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。

四边形接口（Quadrilateral ）

/*** @author zal* @date 2022年06月07日 23:31* @Description 四边形接口*/
public interface Quadrilateral {/*** 获取长度* @return*/double getLength();/*** 获取宽度* @return*/double getWidth();
}

长方形类（Rectangle ）

/*** @author zal* @date 2022年06月07日 23:23* @Description 长方形类*/
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;}
}

正方形（Square ）

/*** @author zal* @date 2022年06月07日 23:32* @Description*/
public class Square implements Quadrilateral{private double size;public double getSize() {return size;}public void setSize(double size) {this.size = size;}@Overridepublic double getLength() {return size;}@Overridepublic double getWidth() {return size;}
}

测试（RectangleDemo）

/*** @author zal* @date 2022年06月07日 23:34* @Description*/
public class RectangleDemo {public static void main(String[] args) {//创建长方形对象Rectangle rectangle = new Rectangle();rectangle.setLength(20);rectangle.setWidth(10);//扩宽操作resize(rectangle);//正常打印长和宽printLengthAndWidth(rectangle);//不能调用resize对正方形对象进行扩宽//因为正方形和长方形已经不是继承关系了}/*** 扩宽的方法* @param rectangle*/public static void resize(Rectangle rectangle){//如果宽比长小，进行扩宽操作while (rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()){rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);}}/*** 打印长和宽* @param quadrilateral*/public static void printLengthAndWidth(Quadrilateral quadrilateral){System.out.println(quadrilateral.getLength());System.out.println(quadrilateral.getWidth());}
}

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