LSP原则—关于正方形不是长方形

长方形有二个属性长和宽。并有一个设置长的方法和设置宽的方法，还有一个求面积的方法. 
像下面 
private int length; 
private int width; 
public void setLength(int lenght) { 
this.length = lenght; 
} 
public void setWidth(int width) { 
this.width= width; 
} 
public int getArea() { 
return this.length * this.width; 
} 
如果说正方形是长方形的子类。为了保证正方形长和宽相等,那对应于正方形的二设置长宽的个方法就得改成 
public void setLength(int lenght) { 
this.length = lenght; 
this.width= lenght; 
} 
public void setWidth(int width) { 
this.length = width; 
this.width= width; 
} 
那我们想想用户使用时候的情景。 我们都知道长方形的面积等于长与宽的积。那当我们用长方形的时候我们会这样用 
Rectangle rectangle = new Rectangle(); 
rectangle.setLength(5); 
rectangle.setWidth(4); 
我们想知道面积是多少我们就可以 
rectangle.getArea(); 
得到的是20，当然结果是非常正确的。 
但想想如果我们把一个正方形的实例给用户用的时候会怎么样 
Rectangle rectangle = new Square(); //注意，这里体显代换原则。用户根本不知道真正的实例是正方形，用户只知道长方形的事情。 
rectangle.setLength(5); 
rectangle.setWidth(4); 
我们想知道面积是多少我们就可以 
rectangle.getArea(); 
得到的结果却是 16 ，这违背了长方形的面积是长与宽之积的原则。用户就不会明白为什么我设置了长是5宽是4得到的答案却是16 ？？ 与前提不符 
所以正方形不能代替长方形出现在这个地方。 
也就是说正方形不应当看作是长方形的子类。

之前人们讨论的正方形长方形的问题的关键在哪里？我觉得就在于改动长方形的边的长度。我们可以这么考虑一下，一个长方形的instance的边长应该是可变的吗？我觉得一旦一个长方形的边长改变之后它就成了另一个长方形了（一个新的instance）。所以长方形类里面不应该有改变其边长的方法，一个长方形实例各个的边长应当在new它的时候确定下来，并且它们应当是immutable的。基于这种考虑，我设计的长方形和正方形的类如下所示：
//长方形
public class Rectangle {
  private final int width;
  private final int height;
  
  public Rectangle(int width, int height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }
  
  public int getWidth() {
    return width;
  }

public int getHeight() {
    return height;
  }
  
  public int getArea() {
    return width*height;
  }
}

//正方形
public class Square extends Rectangle{
  private final int side;
  
  public Square(int side) {
    super(side, side);
    this.side = side;
  }
  
  public int getSide() {
    return side;
  }
}

这种继承关系就既符合现实中的父子关系也遵循LSP。之所以这么设计，我的想法是一个类所具有的方法不应当能够改变其本质。比如有一个Men类，它可以有eat(),sleep(),work(),makeLovewith(Person p)方法，但是如果你在里面定义denatureToWomen(),denatureToEunuch()就很不恰当了，因为这改变了其本质，导致这个Men的实例不再属于Men类（至少已经和现实不吻合）了。除非这两个方法不能改变该实例本质，否则在Men里面定义这两个方法本身就是有问题的。