1.内容引入——继承体系的思考
在继承中，凡是在父类已经实现的方法，其实算是一种契约或者规范，子类不应该在进行更改(重写)；但是，由于这一点不是强制要求，所以当子类进行重写的时候，就会对继承体系产生破坏。
同时，继承带来便利的时候，也有弊端：给程序带来了侵入性，增加了对象之间的耦合性，可移植性低。当你修改基类时，子类都需要进行相应的修改。
那么，如何能够保持继承的优点，同时减少缺点对程序的影响呢？也就是我们要讨论的主角——“里氏替换原则”。
2.里氏替换原则的定义
1.第一种定义
如果对每一个类型为S的对象o1, 都用类型为T的对象o2, 使得以T定义的所有程序P在所有的对象o1都替换为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。
2.第二种定义
所有引用基类的地方都必须能透明地使用其子类进行替换。
第二种类型通俗易懂，就是说，只要父类出现的地方，都应该能用其子类进行替换。 但是反过来却不一定成立，也就是子类所在的地方替换成父类，是不一定成立的。
根据定义，我们总结出以下几点：
1.子类必须实现父类定义的抽象方法。对于父类已经实现的非抽象方法，不应该进行重写。
结合代码理解一下：
public abstract class SuperClass {
public abstract void sayHi();
public void doSomething() {
System.out.println("父类被执行...");
}
//定义一个加法运算函数
public int add(int i, int j) {
int result = i + j;
System.out.println("result = " + result);
return result;
}
}
public class SubClass extends SuperClass {
@Override
public void sayHi() {
System.out.println("子类重写了父类的sayHi方法...");
}
//子类特有的方法
public void selfMethod() {
System.out.println("子类特有的方法");
}
//子类重写了父类的非抽象加法运算方法
@Override
public int add(int i, int j) {
int result = i - j;
System.out.println("result = " + result);
return result;
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
SuperClass clazz = new SubClass();
clazz.doSomething();
SubClass subClass = new SubClass();
//子类调用自己的方法
subClass.selfMethod();
SuperClass superClass = (SuperClass) subClass;
superClass.add(11,22);
}
}
//运行结果如下：
父类被执行...
子类特有的方法
result = -11
当你继承一个基类时，编译器会要求你来实现基类的抽象方法，否则，会报错。
但是，对于已经实现的方法，编译器便不会强制让你去重写(也不推荐这样做)：在上面的demo中，子类重写了父类的add方法，在调用时，出现了错误(基类定义的加法逻辑，被子类重写为了一个减法)。这样子，在父类出现的地方，不能由子类完全替换，违背了“里氏替换原则”。
2.子类可以有自己的方法。
在上面的demo中，子类定义了特有的方法selfMethod()，可以实现其他的业务逻辑。
//子类特有的方法
public void selfMethod() {
System.out.println("子类特有的方法");
}
3.当子类覆盖或实现父类的方法时，前置条件(形参)可以比父类方法的输入参数更宽松。
下来看一下demo：
public class Father {
public Collection doSomething(HashMap map) {
System.out.println("父类被执行...");
return map.values();
}
}
public class Son extends Father {
public Collection doSomething(Map map) {
System.out.println("子类被执行...");
return map.values();
}
}
public class Client1 {
public static void main(String[] args) {
invoke();
}
public static void invoke() {
// Father clazz = new Father();
Son clazz = new Son();
HashMap hashMap = new HashMap();
clazz.doSothing(hashMap);
}
//运行结果：父类执行...
在demo中，基类定义了一个doSomething方法，接受的形参类型为HashMap，子类重载了基类的这个方法，并且将接受的形参类型扩展为Map。但是，我们发现，在父类出现的地方，替换为子类后，运行的结果不变。也就是说，子类对象在方法执行时被替换为父类对象，重载的方法并未被执行。如果想要执行子类的方法，就必须重写，这是正确的。
如果反过来呢？下面通过反证来证明第三点：
当子类的方法中的前置条件比父类小的时候，情况会怎么样呢？
在父类和子类中重新定义这两个方法，符合子类的前置条件小于父类这一条件即可。
//修改父类的方法，前置条件扩大为Map
public Collection doSomething(Map map) {
System.out.println("父类被执行...");
return map.values();
}
//修改子类，前置条件缩小为HashMap
public Collection doSomething(HashMap map) {
System.out.println("子类被执行...");
return map.values();
}
当客户端的invoke()方法中，通过Father类型调用doSomething方法时，运行结果如下：
//运行结果： 父类执行****
将对象换成Son类型时，执行结果时：
public static void invoke() {
// Father clazz = new Father();
Son clazz = new Son();
HashMap hashMap = new HashMap();
clazz.doSothing(hashMap);
}
//执行结果： 子类被执行...
我们看到了，子类并没有重写父类的方法，但是子类的方法被执行了(这是因为调用方法时，优先选择参数类型一致的方法，也就是重载方法，找不到的话才去找类型为形参的基类的方法)，但是，这个现象在逻辑上面是错误的。
4.当子类的方法实现父类的抽象方法时，方法的后置条件（即方法的返回值）要比父类更严格。
这一点是重写的要求之一，在这里就用代码展示了。
最佳实践
在前面的示例中，我们在子类SubClass中不小心重写了基类SupClass已经实现的方法add()，导致出现了逻辑错误。
