七、LSP 里氏替换原则

子类的对象提供了父类的所有行为，且加上子类额外的一些东西（可以是功能，可以是属性）。当程序基于父类实现时，如果将子类替换父类而程序不需修改，则说明符合LSP原则。

这个解释看的似懂非懂，再看下面更进一步的解释：

函数使用指向父类的指针或引用时，必须能够在不知道子类类型的情况下使用子类的对象。

子类必须能够替换成它们的父类

这其中存在这样的概念：方法调用者（C）和方法提供者（P）。C调用P提供的方法，P的方法返回给C处理的结果。中间的过程C是不需要知道，也不会知道的。当C调用P的方法时，如果将P替换成sub_P的子类，那么C得到的输出结果也是正确的，C无需修改自身。

这里还有个问题是如何满足LSP原则，或者说，什么情况下子类才可以替换父类？要满足LSP原则，需要遵守以下原则：

1. sub_P必须实现或继承P的所有公共方法，否则C调用P中有，而sub_P中没有的方法，那么运行时就会出错。
2. sub_P每个方法的输入参数必须和P一样，否则调用父类的代码不能调用子类。
3. sub_P每个方法的输出必须不比P少，否则基于父类的输出做的处理就无法完成。

第三条中所说的“不比父类少”，是指子类的输出可以比父类多，也就是父类方法的输出是子类方法的子集。

面向对象语言提供的继承，已经天生的满足了1，2两条。除非是子类重写父类的方法，那么就要依照1，2的原则来重写。（重写与重载的区别：重写要求函数名，传参个数\类型，返回值类型必须相同，访问修饰符子类的必须大于父类的。仅函数名相同，其他不同，则为重载。重载是多态的一种实现 详解传送门）

从上面的三条原则中可以看出约定只是约束了父类、子类的输入输出，并没有约束中间的处理过程。

经典的LSP例子：长方形与正方形。数学概念中正方形是长方形的特殊情况，也就是说正方形是长方形的子类。但是在面向对象领域中，正方形是不能作为长方形的子类的。因为正方形设置了高就等于设置了宽，设置了宽就等于设置了高。那么按照长方形的计算规则，最终面积将是最后一次设置高或宽的数值的乘积。长方形高5，宽4，面积为20。替换成正方形后，最后一次设置的如果是高的值，那么面积将是25；如果是宽，那么面积将是16。都不等于20。那么就不能用正方形来替换长方形，否则C调用的结果会不同。