C#面向对象编程中里氏替换原则的示例详解 C#面向对象编程中里氏替换原则

里氏替换原则
C# 示例

糟糕的示范
正确的示范

总结

在面向对象编程中，SOLID 是五个设计原则的首字母缩写，旨在使软件设计更易于理解、灵活和可维护。这些原则是由美国软件工程师和讲师罗伯特·C·马丁(Robert Cecil Martin)提出的许多原则的子集，在他2000年的论文《设计原则与设计模式》中首次提出。
SOLID 原则包含：

S：单一功能原则（single-responsibility principle）
O：开闭原则（open-closed principle）
L：里氏替换原则（Liskov substitution principle）
I：接口隔离原则（Interface segregation principle）
D：依赖反转原则（Dependency inversion principle）

本文我们来介绍里氏替换原则。

里氏替换原则在面向对象的程序设计中，里氏替换原则（Liskov Substitution principle）是对子类型的特别定义。它由芭芭拉·利斯科夫（Barbara Liskov）在1987年的一次会议上，在名为“数据的抽象与层次”的演说中首次提出。
里氏替换原则的内容可以描述为：“派生类（子类）对象可以在程序中代替其基类（超类）对象。”
也就是说，程序中的对象不管出现在什么地方，都应该可以使用其派生类（子类）的对象进行替换，而不影响程序运行的正确性。

C# 示例 【C#面向对象编程中里氏替换原则的示例详解】我们看这样一个示例，假设一个企业有三种员工，一种是拿铁饭碗的永久雇员，一种是合同工，一种是临时工。我们设计几个类来表示这三种员工。

糟糕的示范
先定义一个 Employee 基类。

public abstract class Employee{public string Name { get; set; }/// /// 计算奖金/// /// public abstract decimal CalculateBonus(); }

再定义该基类的三个子类：

/// /// 永久雇员/// public class PermanentEmployee : Employee{public override decimal CalculateBonus(){return 80000; }}/// /// 合同工/// public class ContractEmployee : Employee{public override decimal CalculateBonus(){return 2000; }}/// /// 临时工（临时工没有奖金）/// public class TemporaryEmployee : Employee{public override decimal CalculateBonus(){throw new NotImplementedException(); //违反里氏替换原则}}

接下来在 Main 方法中调用它们。
先定义一个类型为基类 Employee 的变量 e，再分别使用其子类 PermanentEmployee、ContractEmployee 和 TemporaryEmployee 创建对象赋值给基类变量 e，然后调用 e 的 CalculateBonus() 方法。

static void Main(string[] args){Employee e; e = new PermanentEmployee() { Name = "张三" }; Console.WriteLine($"{e.Name} 的年终奖是 {e.CalculateBonus()} 元"); e = new ContractEmployee() { Name = "李四" }; Console.WriteLine($"{e.Name} 的年终奖是 {e.CalculateBonus()} 元"); e = new TemporaryEmployee() { Name = "王五" }; Console.WriteLine($"{e.Name} 的年终奖是 {e.CalculateBonus()} 元"); }

运行一下可以观察到（显而易见的），当使用 PermanentEmployee 和 ContractEmployee 类创建的对象替换基类型 Employee 的变量 e 时，调用 CalculateBonus() 方法可以正常运行，但是使用 TemporaryEmployee 类创建的对象替换变量 e 时，调用 CalculateBonus() 方法抛出了异常，导致程序无法正常运行。这就明显违反了里氏替换原则。
那么，应该如何改进一下呢？

正确的示范
我们看到，每种员工都有基本信息 Name 属性，但是由于临时工 TemporaryEmployee 没有奖金，所以不需要计算奖金。因此我们应该把计算奖金的方法 CalculateBonus 单独抽象出去，而不是让它们都继承于同一个基类，并将 TemporaryEmployee 子类中的 CalculateBonus 方法抛出一个异常。
改进后的代码：

interface IEmployee{/// /// 计算年终奖/// /// public decimal CalculateBonus(); }public abstract class Employee{public string Name { get; set; }}/// /// 永久雇员/// public class PermanentEmployee : Employee, IEmployee{public decimal CalculateBonus(){return 80000; }}/// /// 合同工/// public class ContractEmployee : Employee, IEmployee{public decimal CalculateBonus(){return 2000; }}/// /// 临时工/// public class TemporaryEmployee : Employee{}

在 Main 方法中，将调用它们的测试代码改为：

static void Main(string[] args){Employee e; IEmployee ie; var p = new PermanentEmployee() { Name = "张三" }; e = p; ie = p; Console.WriteLine($"{e.Name} 的年终奖是 {ie.CalculateBonus()} 元"); var c = new ContractEmployee() { Name = "李四" }; e = c; ie = c; Console.WriteLine($"{e.Name} 的年终奖是 {ie.CalculateBonus()} 元"); e = new TemporaryEmployee() { Name = "王五" }; Console.WriteLine($"{e.Name} 是临时工，无年终奖。"); }

程序运行正常。
这样，这些子类的设计便遵循了里氏替换原则。

总结本文我介绍了 SOLID 原则中的里氏替换原则（Liskov substitution principle），并通过 C# 代码示例简明地诠释了它的含意和实现，希望对您有所帮助。
参考文档：
https://www.c-sharpcorner.com/blogs/liskov-substitution-principle-in-c-sharp
以上就是C#面向对象编程中里氏替换原则的示例详解的详细内容，更多关于C#里氏替换原则的资料请关注脚本之家其它相关文章！