Question

关于设计的经典例子，SO上有几个线程打破了Liskov替换原则：Square和Rectangle类。问题首先证明如果Square扩展Rectangle它会违反LSP。很多人问如何解决这个问题。我已经听过一些想法，包括有一个由Rectangle和Square等扩展的Polygon基类。我也想过这个，对我来说这是错误的方向 - 错误的讨论。 Square不会扩展Rectangle。正方形不会为矩形添加功能或属性。正方形是一个矩形。它是一种矩形。

鉴于存在一个Rectangle类，并且我的任务是构建一个重用Rectangle的Square类，我将构建一个带有受保护属性的Square类，该属性是Rectangle的一个实例。我将公开Rectangle的所有属性/方法，这些属性/方法也适用于Square，而不会暴露那些不适用的方块。 Square不适用于Rectangle的任何属性或方法都会出现在Square类中。这是我在PHP中的解决方案：

class Square {

    protected $rectangle;   // instance of Rectangle

    function __construct ($length) {
        if (!is_numeric ($length))
            throw new Exception ("Square::__contruct - length must be numeric");
        $this->rectangle = new Rectangle ($length, $length);  // given Rectangle (width, height)
    }

    public function getArea () {
        return $this->rectangle->getArea();
    }

    public function getLength () {
        return $this->rectangle->getWidth();  // or height pick one
    }

    public function setLength ($length) {
        if (!is_numeric ($length))
            throw new Exception ("Square::setLength - length must be numeric");
        $this->rectangle->setWidth ($length);
        $this->rectangle->setHeight ($length);
    }

    public function isSquare() {
        return ($this->rectangle->getHeight() == $this->rectangle->getWidth());
    }

}

正如争论所说的那样，在Square扩展矩形的情况下破坏LSP的原因是有问题的是，有人在Rectangle中添加一个方法，通过某种因素改变Rectangle的区域 - 让我们调用一个方法带有像

这样的签名

public function transformArea (factor)

实现为将宽度乘以因子。该论点指出，现在你的方块将增加因子的平方，因为你的宽度与高度相同，如果宽度增加10％，则方块增长21％。这不完全正确，因为这不是这些系统实际工作的方式。实际发生的是宽度增加因子，矩形的面积也增长因子，但现在Square的实例不再是正方形（在Square延伸矩形的情况下），因为宽度和高度不再相同。在我的版本中，其他人可以将该方法添加到Rectangle并且它不会破坏Square - 没有人可以在Square的实例上使用Rectangle的transformArea方法，因为它尚未被Square类公开。

如果有人要求添加此方法，然后另一个程序员通过简单地将它从Rectangle类中公开，将它添加到Square类中：

public function transformArea ($factor) {
    $this->rectangle->transformArea ($factor);
}

然后假设这个人完成他们的工作并在课堂上进行单元测试，他们会发现他们只是在运行此方法时打破了isSquare。但是，该测试可能会添加到一堆测试的末尾，并且可能无法揭示错误。但这是一个发展问题，一般不一定是这个系统的设计缺陷。

正确的答案是通过增加因子的平方根来实现Square中的方法。像这样：

public function transformArea ($factor) {
    if (!is_numeric ($factor))
        throw new Exception ("Square::transformArea - factor must be numeric");
    if ($factor <= 0)
        throw new Exception ("Square::transformArea - factor must be greater than zero");
    $growBy = (float) sqrt ($factor);
    $newLength = $this->getLength() * $growBy;
    $this->setLength ($newLength);
}

我能想象的另一个论点是，这个类不保证其内部的Rectangle保持正方形（width == height）。我不同意。 Square不公开改变的方法，也不公开两者。 Rectangle有一些方法可以打破，但没有暴露。

就我个人而言，这更适合现实世界。 Square是一个矩形。所有正方形都是矩形，但并非所有矩形都是正方形。

我的解决方案是否违反任何SOLID规则？

Answer 1

设计完全取决于权衡，“最佳”解决方案因应用而异：

Square is-a Rectangle问题的传统解决方案是在保持is-a关系的同时使类不可变（权衡）。
您的示例演示了合成（Square has-a Rectangle）这是一个完全有效的解决方案，但现在您放弃了is-a关系，同时保持对象可变。您无法再将Square实例传递给采用Rectangle。

您可以选择其中一个，但如果您尝试同时执行这两个操作，则最终会破坏LSP。

PS：您的Square类不应该有isSquare函数，类的责任是确保实例始终处于有效状态。

方形矩形实现不会破坏SOLID / LSP

1 个答案: