Android 构建扩展性更好的系统 —— 里氏替换原则

里氏替换原则

里氏替换原则英文全称是 LiskovSubstitutionPrinciple，缩写是 LSP。LSP 的第一种定义是：如果对每一个类型为 S 的对象 O1，都有类型为 T 的对象 O2，使得以 T 定义的所有程序 P 在所有的对象 O1 都代换成 O2 时，程序 P 的行为没有发生变化，那么类型 S 是类型 T 的子类型。上面这种描述确实不太好理解，我们再看看另一个直截了当的定义。里氏替换原则第二种定义：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

我们知道，面向对象的语言的三大特点是继承、封装、多态，里氏替换原则就是依赖于继承、多态这两大特性。里氏替换原则简单来说就是，所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。通俗点讲，只要父类能出现的地方子类就可以出现，而且替换为子类也不会产生任何错误或异常，使用者可能根本就不需要知道是父类还是子类。但是，反过来就不行了，有子类出现的地方，父类未必就能适应。说了那么多，其实最终总结就两个字：抽象。

例子

Android 中的 Window 与 View 的关系。

public class Window {
   public void show(View child)  {
      // 绘制各种视图
      child.draw();
   }
}

public abstract class View {
   public abstract void draw() ;
   
    public void measure(int width, int height){
        // 测量视图大小
    }

}

public class TextView extends View {

   @Override
   public void draw() {
      // 绘制文本
   }

}

public class ImageView extends View {

   @Override
   public void draw() {
      // 绘制图片
   }

}

上述示例中，Window 依赖于 View，而 View 定义了一个视图抽象，measure 是各个子类共享的方法，子类通过覆写 View 的 draw 方法实现具有各自特色的功能，在这里，这个功能就是绘制自身的内容。任何继承自 View 类的子类都可以传递给 show 函数，就是所说的里氏替换。通过里氏替换，就可以自定义各式各样、千变万化的 View，然后传递给 Window，Window 负责组织 View，并且将 View 显示到屏幕上。

总结

里氏替换原则的核心原理是抽象，抽象又依赖于继承这个特性，在 OOP 当中，继承的优缺点都相当明显。优点有以下几点:

(1)代码重用，减少创建类的成本，每个子类都拥有父类的方法和属性;

(2)子类与父类基本相似，但又与父类有所区别;

(3)提高代码的可扩展性。

继承的缺点:

(1)继承是侵入性的，只要继承就必须拥有父类的所有属性和方法;

(2)可能造成子类代码冗余、灵活性降低，因为子类必须拥有父类的属性和方法。

事物总是具有两面性，如何权衡利与弊都是需要根据具体情况来做出选择并加以处理。里氏替换原则指导我们构建扩展性更好的软件系统，还是接着前面的 ImageLoader 来做说明。

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图 1-2 所示也很好地反应了里氏替换原则，即 MemoryCache、DiskCache、DoubleCache 都可以替换 ImageCache 的工作，并且能够保证行为的正确性。ImageCache 建立了获取缓存图片、保存缓存图片的接又规范，MemoryCache 等根据接又规范实现了相应的功能，用户只需要在使用时指定具体的缓存对象就可以动态地替换 ImageLoader 中的缓存策略。这就使得 ImageLoader 的缓存系统具有了无限的可能性，也就是保证了可扩展性。

想象一种情况，当 ImageLoader 中的 setlmageCache(ImageCachecache) 中的 cache 对象不能够被子类所替换，那么用户如何设置不同的缓存对象，以及用户如何自定义自己的缓存实现？里氏替换原则就为这类问题提供了指导原则，也就是建立抽象，通过抽象建立规范，具体的实现在运行时替换掉抽象，保证系统的扩展性、灵活性。

开闭原则和里氏替换原则往往是生死相依、不弃不离的，通过里氏替换来达到对扩展开放，对修改关闭的效果。然而，这两个原则都同时强调了一个 OOP 的重要特性 —— 抽象，因此，在开发过程中运用抽象是走向代码优化的重要一步。

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