需要清楚理解 liskov 替换原则

Question

LSP 定义指出，如果 S 是 T 的子类型，那么程序中的类型 T 的对象可以用类型 S 的对象替换，而不会改变该程序的任何所需属性。不能在子类型中加强先决条件不能在子类型中削弱后置条件。超类型的不变量必须保留在子类型中。例如，我有下面的类，这是否违反了（不能在子类型中加强前提条件）。我正在努力解决这个问题，有人可以提供一个很好的例子来理解它。Class Switch:   def __init__(self,ip,dc):       self.ip=ip       self.dc=dcclass CiscoSwitch(Switch):   def __init__(self,ip,dc,zone):       super().__init__(ip,dc)       self.zone=zoneclass JuniperSwitch(Switch):   def __init__(self,ip,dc,zone):       super().__init__(ip,dc)       self.zone=zone

Answer 1

LSP 原理是通过接口起作用的，即对象/值中什么是公共的。在 Python 的情况下，您拥有公共的属性和方法，因此，如果您正在实现一个接口，您必须遵守它。在您的示例中，Switch该类仅针对其属性定义了一个接口，即它具有ip和dc字段。既然你在呼唤super中CiscoSwitch和JuniperSwitch，它们都具有这些领域，因此实施的“接口” Switch，他们可能会取代它。

现在，让我们解决您提到的条件：

1. 不能在子类型中加强先决条件

假设您有一个接口，其中包含一个为形状着色的方法，并且该方法仅接受十六进制颜色 ( "#123456") 或 rgb 颜色 ( (123,124,125))。假设您创建了一个实现此接口的 Rectangle 类，但它仅接受 rgb 颜色。你在强化前提条件。如果您的代码中有这一行： generic_shape.color("#123456")

您无法替换其中的 Rectangle，因此您正在破坏 LSP。

1. 不能削弱子类型中的后置条件

一个经典的例子是返回None一个不应该返回的方法None。假设在Shape接口中，你有一个getSide方法，你创建了一个Circle类，在实现这个方法的时候，你返回了None。这打破了调用者的预期并可能导致意外错误：

side = generic_shape.get_side() # suppose it is a circle
scaled_side = side * 2 # you get an error

1. 超类型的不变量必须保留在子类型中

这个在我看来比较复杂，因为很难说清楚。我能想到的唯一例子是保持一个非空的属性，假设在你的例子中你有一个不使用 IP（可能使用 MAC-addr）的交换机，如果 Switch 接口期望该ip字段不应该是 None，你的MAC-Switch 将破坏这个接口。

我希望它有帮助！