Zasada podstawiania Liskov

Trochę teorii

Trzecią już zasadą, którą omówię w cyklu artykułów o SOLID będzie zasada podstawiania Liskov. Zasada ta jest powiązana bezpośrednio z mechanizmem dziedziczenia a jej treść przedstawia się następująco:

Funkcje, które używają wskaźników lub referencji do klas bazowych, muszą być w stanie używać również obiektów klas dziedziczących po klasach bazowych, bez dokładnej znajomości tych obiektów

Wikipedia

Wygląda groźnie, prawda? Myślę, że można te zasadę przedstawić nieco prościej i bardziej intuicyjnie:

Słynny przykład z kwadratem

Najprostszym i najlepiej pokazującym te zasadę jest przykład z obliczaniem pola prostokąta i kwadratu. Tworzymy bazową klasę prostokąta z metodą obliczającą pole powierzchni figury oraz klasę kwadrat dziedziczącą po prostokącie (w końcu kwadrat jest prostokątem):

public class Rectangle {
    protected int width;
    protected int height;

    public void setWidth(int width) {
        this.width = width;
    }

    public void setHeight(int height) {
        this.height = height;
    }

    public int calculateArea() {
        return width * height;
    }
}

public class Square extends Rectangle {
    public void setWidth(int width) {
        this.width = width;
        this.height = width;
    }

    public void setHeight(int height) {
        this.width = height;
        this.height = height;
    }
}

A teraz skorzystajmy z naszych klas według poniższego kodu i zastanówmy się jakie wyniki otrzymamy:

public class Launcher {

    public static void main(String[] args) {
        //make operations using base class
        Rectangle rectangle = new Rectangle();
        rectangle.setWidth(5);
        rectangle.setHeight(10);
        System.out.println(rectangle.calculateArea());

        //make operations using polymorphism
        Rectangle rectangleSquare = new Square();
        rectangleSquare.setWidth(5);
        rectangleSquare.setHeight(10);
        System.out.println(rectangleSquare.calculateArea());

        //make operations using inherited class
        Square square = new Square();
        square.setWidth(5);
        square.setHeight(10);
        System.out.println(square.calculateArea());
    }
}

Jeśli już przeanalizowaliście powyższy kod to z pewnością zauważycie, że coś tu nie gra. O ile z pierwszego równania otrzymamy poprawną wartość 50, to z kolejnych otrzymamy wartość 100 i znów 100.

Jest to przykład łamania zasady podstawiania Liskov – wykonanie kodu powoduje różne efekty w zależności od referencji na klasę bazową czy też potomną. A więc jeszcze raz: Klasa potomna nie powinna zmieniać zachowania klasy bazowej.