Square和Rectangle繼承有什麼問題？

我讀過一些關於使Square成爲Rectangle類的繼承類的做法的文章，這是一種不好的做法，稱它違反了LSP（Liskov替代原則）。我仍然不明白，我在Ruby中做了一個示例代碼：Square和Rectangle繼承有什麼問題？

class Rectangle 
    attr_accessor :width, :height 
    def initialize(width, height) 
     @width = width 
     @height = height 
    end 
end 

class Square < Rectangle 
    def initialize(length) 
     super(length, length) 
    end 
    def width=(number) 
     super(number) 
     @height = number 
    end 

    def height=(number) 
     super(number) 
     @width = number 
    end 
end 


s = Square.new(100) 

s.width = 50 

puts s.height

有人能告訴我它有什麼問題嗎？

來源

2013-05-29 mko

塊狀太空公主？ http://www.youtube.com/watch?v=pJTrD3R5cj0 – paxdiablo

哇，這很有趣，但我不太明白 – mko

yozloy，道歉，我只是提出一點，你可能想解釋你的意思LSP，以便那些不知道它的人不必搜索。 – paxdiablo

我並不總是熱衷於Liskov，因爲它似乎限制了基於行爲而不是「本質」的繼承。在我看來，繼承總是意味着一種「是一種」的關係，而不是「完全一樣」。

話雖如此，the wikipedia article進入細節爲爲什麼這被認爲是由一些不好的，使用您的具體例子：

違反LSP一個典型的例子是一個正方形類，它從矩形派生類，假設getter和setter方法都存在寬度和高度。

Square類始終假定寬度與高度相等。如果在需要Rectangle的上下文中使用Square對象，則可能會發生意外的行爲，因爲Square的尺寸不能單獨修改（或者不應該）。

這個問題不容易修復：如果我們可以在Square類中修改setter方法，以便它們保留Square不變量（即保持尺寸相等），那麼這些方法將削弱（違反）後置條件矩形設置器，其中聲明尺寸可以獨立修改。

所以，看你的代碼旁邊的等效Rectangle代碼：

s = Square.new(100)   r = Rectangle.new(100,100) 
s.width = 50     r.width = 50 
puts s.height     puts r.height

輸出將是50在左邊，100在右邊。

但是，這是文章最重要的一點，我認爲：LSP的

違規行爲，像這樣的，可能會或可能不會在實踐中的問題，這取決於使用違反LSP的類的代碼實際預期的後置條件或不變量。

換句話說，只要使用類代碼理解的行爲，不存在問題。

底線，方形是長方形的真子集，爲矩形的活夠清晰:-)

來源

2013-05-29 03:18:05 paxdiablo

感謝您的詳細解釋。我沒有從'矩形'代碼得到的是'r = Rectangle.new（100）'這一行，你的意思是'r = Rectangle.new（100，100）'？ – mko

@yozloy，是的，道歉，這是一個cut'n'paste錯誤，雖然我可以聲稱它是一個單一的參數矩形構造函數，它使一個正方形:-)現在修復。 – paxdiablo

@paxdiable明白了！談論's.height'和'r.height'的輸出，我認爲'50'，'100'是正確的輸出，我對這一點是否正確？ – mko

什麼地方錯了，從里氏替換原則（LSP）的觀點是，你Rectangle小號和Square是可變的。這意味着你必須顯式地重新實現子類中的setter，並失去繼承的好處。如果你使得Rectangle是不變的，即如果你想要一個不同的Rectangle你創建一個新的，而不是改變現有的測量，那麼違反LSP沒有問題。

class Rectangle 
    attr_reader :width, :height 

    def initialize(width, height) 
    @width = width 
    @height = height 
    end 

    def area 
    @width * @height 
    end 
end 

class Square < Rectangle 
    def initialize(length) 
    super(length, length) 
    end 
end

使用attr_reader給出的getter而不是制定者，因此不變性。通過這個實施，Rectangles和Squares提供對height和width的可見度，對於一個正方形，這些將永遠是相同的，並且區域的概念是一致的。

來源

2013-05-29 04:17:22 pjs

呃！我可以看到你來自哪裏，這是一個很好的解釋。但看起來這使得對象重用更加困難。爲了調整對象的大小，你必須創建一個具有修改屬性的全新對象，然後銷燬舊對象。這並不能使你的答案變得毫無意義，只會降低LSP在我眼中的實用性。 – paxdiablo

@pjs爲什麼mutable會失去繼承的好處？我認爲只需重新實現setter方法，'Square'類可以重用'Rectangle'類中定義的方法，這是一種好處嗎？ – mko

@paxdiablo：我不主張LSP，只是試圖解釋（我的理解）它。但是，我傾向於支持不可變對象。不同尺寸的矩形是不同的矩形！這在很多情況下使事情更安全。例如，考慮將一堆矩形放在按其區域排序的二叉搜索樹中。現在如果你改變了其中一個維度，那麼這棵樹就會在未來的訪問中神祕地失敗 - 其中一個元素突然違反了樹的基本排序屬性。像這樣的錯誤可能很難追查。 – pjs

考慮抽象基類或接口（無論是接口還是抽象類是一個實現細節，與LSP無關）ReadableRectangle;它具有隻讀屬性Width和Height。有可能從中得出ReadableSquare類型，它具有相同的屬性，但合同確保Width和Height將始終相等。

ReadableRectangle從，一個可以定義具體類型ImmutableRectangle（這需要在其構造的高度和寬度，並保證了Height和Width屬性將始終返回相同的值），和MutableRectangle。人們還可以定義具體類型MutableRectangle，它允許隨時設置高度和寬度。

在事物的「正方形」一側，ImmutableSquare應該可替代ImmutableRectangle和ReadableSquare。但是，MutableSquare僅可替代ReadableSquare [可替代ReadableRectangle。]此外，儘管ImmutableSquare的行爲可替代ImmutableRectangle，但通過繼承具體的ImmutableRectangle類型獲得的值將受到限制。如果ImmutableRectangle是抽象類型或接口，那麼ImmutableSquare類只需要使用一個字段而不是兩個來保存其維度（對於具有兩個字段的類，保存一個並不是什麼大問題，但不難想象帶有很多領域，其中節省可能很大）。但是，如果ImmutableRectangle是一個具體類型，那麼任何派生類型都必須具有其基數的所有字段。

某些類型的方形可替代相應類型的矩形，但可變方形不可替代可變矩形。

來源

2013-07-02 22:15:32 supercat

Square和Rectangle繼承有什麼問題？

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