不允许Circle实例接受Point3D作为中心

Question

我想提交OOP问题。也许它已在其他地方解决了，但我无法找到它......

想象一下这样的（类似python的伪代码）

class Point:
    x: int
    y: int

    # Some methods here    

class Point3D(Point):
    z: int

class Circle:
    center: Point
    radius: int

    # Some methods here

class Sphere(Circle):
    center: Point3D

在静态类型语法中 - 除非我犯了错误 - Point3D个实例将作为center的{​​{1}}属性传递，因为它继承自Circle，必须是不允许的，因为它会变成Point - 就像。

如何在不丢失方法因素化的情况下实现这一目标？

Answer 1

Liskov Substitution Principle（LSP）声明用派生类的实例替换base classe的实例应始终有效。这是OOP的核心功能，而不是问题。

问题出在你的模型中 - 让我们考虑2D点和3D点之间的关系。让Point3D继承Point2D表示Point3D 是 Point2D，即所有Point3D＆＃39}也是Point2D。

但这实际上并不符合您的建模！在数学中，只有来自2D平面的3D点（具有z == 0的3D点）实际上是2D点。这种差异是导致您Circle成为球体的漏洞的根源。

对此的OOP模型实际上可能相反：所有2D点都是 3D点，z == 0。因此，从Point2D继承的Point3D会有意义。但是，它会带来一系列可变性的新问题：如果您能够Point2D作为Point3D访问并修改它，那么您可以将其z坐标设置为非零，并最终得到一个不一致的Point2D，它实际上不再是2D。 LSP再次被打破。

在任何方向上表示OOP中2D和3D点之间的关系很诱人：

• 3D点包含2D点不使用的另一个坐标，因此它应该是派生类

......或......

• 数学上，2D点也是3D点，因此 it 应该是派生类

...但底线只是两个类都不能继承另一个，因为LSP无论如何都会被破坏。将它们保存为单独的类，带有苹果的苹果和带有Circle的{​​{1}} s，如果需要在点之间考虑公共代码，请使用其他一些语言功能 - 例如，通用编程。