里氏替换原则

指父类引用指向子类实例
案例:
需求:

  • 设计宠物类,猫类,狗类,让猫和狗继承宠物类;
  • 在宠物类中定义sound方法,表示宠物的叫声,但是叫声不能用具体的行为;
  • 猫和狗重写父类的sound方法,以实现具体的叫声。
    代码:
class Pet {//宠物
    public void sound() throws RuntimeException{

    }
}
class Dog extends Pet {//狗

    //方法重写
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("汪汪汪");
    }
}
class Cat extends Pet{//猫
    //方法重写
    @Override
    public void sound() throws RuntimeException{
        System.out.println("喵喵喵");
    }
}

开一个宠物店,创建出要卖的猫和狗。顾客在购买时,需要通过叫声来判断是否要买它。
宠物店:

public class PetShop{//宠物店
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
    }
}

在宠物店中:

Dog dog = new Dog();

这样只能买狗了,买不了猫。所以在new一个猫:

public class PetShop{//宠物店
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        Cat cat = new Cat();
    }
}

顾客在宠物点中买的宠物选择不止有猫和狗,还有其它的宠物,所以需要重构一下

public class PetShop{//宠物店
    public static void main(String[] args) {
        Pet pet = null;
        pet = new Dog();//先看看狗,让狗叫一声
    }
}

用pet引用调用sound方法

public static void main(String[] args) {
        Pet pet = null;
        pet = new Dog();//先看看狗,让狗叫一声
        pet.sound();//pet调用sound,让宠物叫,实际上调用的是Dog的sound方法
    }

运行结果:
汪汪汪
结果分析:

  • 父类引用pet赋值时,赋的是子类对象Dog的实例。pet=new Dog();
  • pet=new Dog();这行代码 = 的右侧 new 的是子类的实例,而 = 的左侧是父类的引用。这种情况就称为:父类引用指向子类实例。
    当父类引用指向子类实例时,父类引用可以调用子类的方法,例如pet可以调用Dog的sound方法。调用猫的也是一样。
    父类引用调用子类实例的结论:
  • 父类引用可以代表任何其子类对象;
  • 父类引用指向哪个子类对象,调用的方法就是哪个子类的方法。例如:
Pet pet = new Dog();
pet.sound(); //调用Dog的sound方法
pet = new Cat();
pet.sound(); //调用Cat的sound方法
  • 父类引用指向子类对象其实是增强了父类的功能。
    需求变化:
    猫除了会叫,还会爬树。因此需要在猫类中添加上树的方法。
class Cat extends Pet{//猫
    //方法重写
    @Override
    public void sound() throws RuntimeException{
        System.out.println("喵喵喵");
    }
    //爬树:新添加的方法
    public void climb(){
        System.out.println("猫在爬树......");
    }
}

顾客想要看猫爬树,看pet 是否可以调用climb方法,如:

 public static void main(String[] args) {
        Pet pet = null;
        pet = new Dog();
        pet.sound();

        pet = new Cat();
        pet.sound();
//        pet.climb();//报错
    }

代码报错
分析:
因为父类引用调用子类方法时,必须知道子类有哪些方法,知道的才能调用,否则不能调用。
子类Cat新增的climb()方法父类并不知道,但是父类一定知道子类从父类继承的方法。
所以父类引用只能调用子类与父类保持继承关系的方法。
特殊情况(子类引用指向父类实例):

public static void main(String[] args) {
        pet pet = null;
        Dog dog = pet;//报错: 子类引用dog指向父类实例
    }

说明:

  • 当子类引用指向父类实例时,子类会丢失数据,因此不允许转换。
  • 如果非要转,就需要强转,认可丢失的数据。
Dog dog=(Dog)pet;

里氏替换是指用子类实例替换父类实例

Pet pet = new Pet();
Pet pet = new Dog();

里氏替换原则中的调用规则:

  • 子类赋给父类(父类引用指向子类实例),允许;
  • 父类赋给子类(子类引用指向父类实例),强转;
  • 父类引用只能调用子类从父类继承的方法;
  • 当子类重写父类方法后,父类引用调用的是子类重写的方法,否则调用子类从父类继承的方法。
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