理解Liskov替代原理

Question

我试图通过反复阅读维基百科条目来确定我对上述原则的理解。

撇开仍然让我悲伤的协变和逆变的概念不谈，wikipedia还提到超类型的不变量必须保留在子类型和历史约束或历史规则中。基于最后两个概念，我提出了一个小例子：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var fooUser = new FooUser();

        var fooBase = new FooBase("Serge");

        var fooDerived = new FooDerived("Serge");

        fooUser.Use(fooBase); //will print "Serge"
        fooUser.Use(fooDerived); //will print "New User"

        Console.ReadKey();
    }
}

public class FooUser
{
    public void Use(IFoo foo)
    {
        foo.DoSomething();
        Console.WriteLine(foo.Name);
    }
}

public interface IFoo
{
    string Name { get; }
    void DoSomething();
}

public class FooBase : IFoo
{
    public string Name { get; protected set; }

    public FooBase(string name)
    {
        Name = name;
    }

    public virtual void DoSomething()
    {
    }
}

public class FooDerived : FooBase
{
    public FooDerived(string name) : base(name)
    {
    }

    public override void DoSomething()
    {
        Name = "New Name";

        base.DoSomething();
    }
}

所以我的问题是：基于上述两个概念，我用这个例子是否违反了原则？若否，原因为何？

事先非常感谢。

Answer 1

这个例子不够健壮，部分原因是C#没有表达类不变量的干净方法。或者，更确切地说，如果有，我不知道。

我想说你没有违反一个不变量，因为foBase没有保证Name不会改变或表示Name的允许值范围。恰恰相反——通过为Name包含一个受保护的设置程序，foBase正在创建一个期望，即该值可以由派生类的内部机制更改。

Answer 2

你在这里似乎没有违反LSP。我留下了一个小小的怀疑窗口，因为理论上我们对foBase的不变量一无所知，但是对这些不变量进行合理的猜测却看不到明显的问题。

假设不变量很好，那么历史原则就很重要了，派生类允许Name的值在基类不允许的对象生命周期内发生更改。如果不是因为一个小细节：Name有一个protectedsetter，那么这显然违反了LSP。

受保护的setter应该意味着foBase的作者期望派生类在对象的生命周期内更改Name的值，即使基类没有这样做。将其与protected字段name进行对比，该字段不能具有不同的访问级别来获取和设置其值。

Answer 3

要违反LSP，您需要一个客户机类，该类对类接口进行一些假设。这个假设不能用一种正式的方式表达，有时它只是来自于使用的上下文。

假设您有一个可枚举类，它允许您添加元素。例如，客户机的假设是，如果它添加了N个元素，那么可以从集合中读取正好N个元素。然后从集合中派生一个集合，该集合在添加时删除重复的元素。客户机的期望现在是错误的，因为即使添加了N个元素，有时也可以读取少于N个元素。

对我来说，违反LSP需要一个定义一些期望的上下文。由于代码中没有期望值，因此不会违反LSP。

这种对上下文的需求还意味着两个类可以在一个客户机上下文中违反LSP，而相同的类可能在其他上下文中不违反LSP。