Liskov 替换原则和多重层次结构

Question

此问题是的后续问题。我正在尝试定义涉及多个碱基派生对的 class 层次结构。作为说明性示例，假设我有一个 class Animal 和一个 class Food。 Animal有一个纯虚函数来标记它的食物偏好，以食物为参数。

class Food
{
    public:
    virtual void printName() {
    //......
    }
};

class Animal
{
    public:
    Food *_preferredFood;
    virtual void setFoodPreference(Food *food)=0;

};

我需要编写仅处理这些基 class 的代码，并调用纯虚函数。例如，我有一个 ZooManager class，它设置了每个动物的食物偏好。

class ZooManager
{
    vector<Aninal*> animals;
    public:
    void setAllPreferences(vector<Food *> foods) {
        assert(animals.size() == foods.size());
        for(int i =0;i<animals.size();i++) {
            animals[i]->setFoodPreference(foods[i]);
        }
    }
};

到目前为止一切顺利。现在的问题是，Food 和 Animal 有许多不同的派生 classes。 Food 导出了 classes Fruit 和 Meat，并且 Animal 导出了 classes Carnivore 和 Herbivore . Herbivore 只能接受 Fruit 作为食物偏好，Carnivore 只能接受 Meat。

class Fruit : public Food
{
};
class Meat : public Food
{
};
class Carnivore: public Animal
{
    public:
    void setFoodPreference(Food *food) {
    this->_preferredFood = dynamic_cast<Meat *>(food);
    }
};
class Herbivore: public Animal
{
    public:
    void setFoodPreference(Food *food) {
    this->_preferredFood = dynamic_cast<Fruit *>(food);
    }
};

我可以为此创建一个 class 层次结构而不违反 Liskov 替换原则吗？尽管我在这个问题中使用了 C++，但我也欢迎 Java 特定的答案。

Answer 1

首先，您的 setFoodPreference 必须可以选择失败。这让 setFoodPreference 接受 Food* 并具有设置食物偏好或失败的后置条件。

动态转换也可能是 LSP 的失败，但如果您将类型不变量设置得足够模糊，从技术上讲，这并不是失败。

通常，dynamic_cast 表示传递的参数类型及其属性不足以判断参数是否具有某些属性。

原则上，setFoodPreference(Food*)应该指定传入的参数必须具有哪些Food*属性才能设置成功； Food* 的动态类型不是 Food* 属性.

所以：LSP 声明 Food 的任何子类都必须遵守所有 Food 不变量。 Animal 同样如此。您可以通过使不变量模糊和方法的行为不可预测来避免违反 LSP；基本上是说 "it can fail for unspecified reasons"。这个……不是很满意

现在，您可以退后一步，确定您的 Food* 的动态类型是 Food* 接口的部分；这使得界面宽得离谱，并嘲笑了 LSP。

LSP 的要点是您可以推理 Food* 而无需考虑其子类类型；他们是 "how it works as a Food"。您的代码与子类类型紧密绑定，从而绕过了 LSP 点。

有很多方法可以解决这个问题。如果 Food 有一个枚举说明它是什么食物，而你从不动态转换为 Meat 而是询问 Food 它是不是肉，你就避免了它。现在您可以根据 Food 的界面指定 setFoodPreference 的行为。

Answer 2

您设计层次结构的方法是错误的。 OO classes 表示一组紧耦合规则，其中规则是一个函数，紧耦合意味着共享数据。 OO classes 不代表真实世界的对象。人们这么说是错误的。

如果你依赖于食物的具体类型，你就违反了里氏替换原则。期间.

要正确设计您的 classes 以便您不会像在这里那样被迫违反 LSP，您需要在动物可以使用的食物 class 中放置规则class 完成自己的规则。或者决定 Food 是否应该是 class。你的例子显示的基本上是非常糟糕的字符串比较。

Liskov 替换原则和多重层次结构

Liskov substitution principle and multiple hierarchies

java

c++

oop

inheritance

liskov-substitution-principle