【Java设计模式】如何正确的使用继承?里氏替换原则的使用

简介: 【Java设计模式】如何正确的使用继承?里氏替换原则的使用

一、问题提出

继承包含这样一层含义:父类中凡是已经实现好的方法,实际上是在设定规范和契约,虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约,但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏

继承在给程序设计带来便利的同时,也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性,程序的可移植性降低,增加对象间的耦合性,如果一个类被其它的类所继承,则当这个类需要修改的时候,必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能产生故障

因此,在编程中,我们如何正确的使用继承?那么就来看看里氏替换原则的使用


二、基本介绍

在使用继承时,遵循里氏替换原则,在子类中尽量不要重写父类的方法

里氏替换原则告诉我们,继承实际上让两个类耦合性增强了,在适当的情况下,可以通过聚合,组合,依赖来解决问题

如果对每个类型为O1的对象o1,都有类型为O2的对象o2,使得以O1定义的所有程序P在所有的对象o1都带换成o2时,程序P的行为没有发生变化,那么类型O2是类型O1的子类型。即所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象

介绍很抽象,下面来看看详细的代码对比,帮助我们理解概念!


三、代码对比

代码一:

public class One {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
        System.out.println("-----------------------");
        B b = new B();
        System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11-3
        System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
    }
}
class A {
    // 返回两个数的差
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}
// B类继承了A
// 增加了一个新功能:完成两个数相加,然后和9求和
class B extends A {
    //这里,重写了A类的方法, 可能是无意识
    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }
}



运行结果:

image.png


我们可以发现,原来运行正常的相减功能发生了错误。原因很简单:类B无意重写了父类的方法,造成原有功能出现错误。在实际编程中,我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能,这样写起来虽然简单,但是整个继承体系的复用性会比较差,特别是运行多态比较频繁的时候。接下来看看代码二是如何运用里氏替换原则来解决问题的。


代码二:

改进方案:

原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类,原有的继承关系去掉,采用依赖,聚合,组合等关系替代。


类图演示:

image.png


代码:

public class Two {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        System.out.println("11-3=" + c.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + c.func1(1, 8));
        System.out.println("-----------------------");
        D d = new D();
        System.out.println("11+3=" + d.func1(11, 3));//这里本意是求出11+3
        System.out.println("1+8=" + d.func1(1, 8));// 1+8
        System.out.println("11+3+9=" + d.func2(11, 3));
        System.out.println("11-3=" + d.func3(11, 3));// 这里本意是求出11-3
    }
}
//创建一个更加基础的基类
class Base {
    //把更加基础的方法和成员写到Base类
}
class C extends Base {
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}
// 增加了一个新功能:完成两个数相加,然后和9求和
class D extends Base {
    private C c = new C();
    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }
    public int func3(int a, int b) {
        return c.func1(a, b);
    }
}



运行结果:

image.png


代码二先创建一个基类Base,然后让类C和类D分别继承基类Base,最后类D把类C当成一个变量,巧妙的解决了问题。


总结

在使用继承的时候,子类可能会不小心的从写了父类的方法,造成意外。因此,我要在使用继承的时候,一定要注意这个地方的代码是否可以使用里氏替换原则,减少不必要的代码故障!!!


相关文章
|
7天前
|
设计模式 Java 关系型数据库
【Java笔记+踩坑汇总】Java基础+JavaWeb+SSM+SpringBoot+SpringCloud+瑞吉外卖/谷粒商城/学成在线+设计模式+面试题汇总+性能调优/架构设计+源码解析
本文是“Java学习路线”专栏的导航文章,目标是为Java初学者和初中高级工程师提供一套完整的Java学习路线。
|
7天前
|
Java 编译器
Java——类与对象(继承和多态)
本文介绍了面向对象编程中的继承概念,包括如何避免重复代码、构造方法的调用规则、成员变量的访问以及权限修饰符的使用。文中详细解释了继承与组合的区别,并探讨了多态的概念,包括向上转型、向下转型和方法的重写。此外,还讨论了静态绑定和动态绑定的区别,以及多态带来的优势和弊端。
20 9
Java——类与对象(继承和多态)
|
3天前
|
设计模式 Java
Java设计模式:组合模式的介绍及代码演示
组合模式是一种结构型设计模式,用于将多个对象组织成树形结构,并统一处理所有对象。例如,统计公司总人数时,可先统计各部门人数再求和。该模式包括一个通用接口、表示节点的类及其实现类。通过树形结构和节点的通用方法,组合模式使程序更易扩展和维护。
Java设计模式:组合模式的介绍及代码演示
|
7天前
|
设计模式 安全 算法
【Java面试题汇总】设计模式篇(2023版)
谈谈你对设计模式的理解、七大原则、单例模式、工厂模式、代理模式、模板模式、观察者模式、JDK中用到的设计模式、Spring中用到的设计模式
【Java面试题汇总】设计模式篇(2023版)
|
7天前
|
设计模式 Java 关系型数据库
【Java笔记+踩坑】设计模式——原型模式
对比原型模式和传统方式的实现思路、代码方案、优缺点,阐述原型模式的使用场景,以及深拷贝、浅拷贝等相关概念,并扩展原型模式在Spring源码中的应用。
【Java笔记+踩坑】设计模式——原型模式
|
11天前
|
Java
java的继承详解
在 Java 中,继承是一个核心概念,它允许子类 `extends` 父类来重用和扩展其属性与方法。子类可以覆盖父类的方法以改变行为,同时使用 `super` 关键字调用父类的构造方法或方法。虽然 Java 不支持多继承,但可以利用抽象类与接口实现多层继承。这种方式极大地增强了代码的复用性和维护性。
|
22天前
|
设计模式 缓存 算法
揭秘策略模式:如何用Java设计模式轻松切换算法?
【8月更文挑战第30天】设计模式是解决软件开发中特定问题的可重用方案。其中,策略模式是一种常用的行为型模式,允许在运行时选择算法行为。它通过定义一系列可互换的算法来封装具体的实现,使算法的变化与客户端分离。例如,在电商系统中,可以通过定义 `DiscountStrategy` 接口和多种折扣策略类(如 `FidelityDiscount`、`BulkDiscount` 和 `NoDiscount`),在运行时动态切换不同的折扣逻辑。这样,`ShoppingCart` 类无需关心具体折扣计算细节,只需设置不同的策略即可实现灵活的价格计算,符合开闭原则并提高代码的可维护性和扩展性。
37 2
|
22天前
|
设计模式 Java
Java 设计模式之谜:工厂模式与抽象工厂模式究竟隐藏着怎样的神奇力量?
【8月更文挑战第30天】在Java编程中,设计模式为常见问题提供了高效解决方案。工厂模式与抽象工厂模式是常用的对象创建型设计模式,能显著提升代码的灵活性、可维护性和可扩展性。工厂模式通过定义创建对象的接口让子类决定实例化哪个类;而抽象工厂模式则进一步提供了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,无需指定具体类。这种方式使得系统更易于扩展和维护。
30 1
|
7天前
|
设计模式 算法 安全
设计模式——模板模式
模板方法模式、钩子方法、Spring源码AbstractApplicationContext类用到的模板方法
设计模式——模板模式
|
1月前
|
设计模式
设计模式-单一职责模式
设计模式-单一职责模式