《Android 源码设计模式解析与实战》——第1章，第1.3节构建扩展性更好的系统——里氏替换原则

2022-01-29 21:50:54

本节书摘来自异步社区《Android 源码设计模式解析与实战》一书中的第1章，第1.3节构建扩展性更好的系统——里氏替换原则，作者何红辉 , 关爱民，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

1.3 构建扩展性更好的系统——里氏替换原则
里氏替换原则英文全称是Liskov Substitution Principle，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。

小民为了深入地了解Android中的Window与View的关系，特意写了一个简单示例，为了便于理解，我们先看如图1-3所示。

《Android 源码设计模式解析与实战》——第1章，第1.3节构建扩展性更好的系统——里氏替换原则

我们看看具体的代码实现：

// 窗口类
public class Window {
    public void show(View child){
        child.draw();
    }
}

// 建立视图抽象，测量视图的宽高为公用代码，绘制实现交给具体的子类
public abstract class  View {
    public abstract void  draw() ;
    public void measure(int width, int height){
        // 测量视图大小
    }
}

// 按钮类的具体实现
public class Button extends View {
    public void draw(){
        // 绘制按钮
    }
}
// TextView的具体实现
public class TextView extends View {
    public void draw(){
        // 绘制文本
    }
}

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类的子类都可以设置给show方法，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。

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，我们还是接着上面的ImageLoader来做说明。

图1-2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、保存缓存图片的接口规范，MemoryCache等根据接口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setImageCache（ImageCache cache）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，通过1.3节中的useDiskCache方法吗？显然不是的，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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