C＃ 简述里氏替换原则的应用

里氏替换原则的作用

1. 里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一。
2. 它克服了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点。
3. 它是动作正确性的保证。即类的扩展不会给已有的系统引入新的错误，降低了代码出错的可能性。
4. 加强程序的健壮性，同时变更时可以做到非常好的兼容性，提高程序的维护性、可扩展性，降低需求变更时引入的风险。

里式替换原则：

• 子类可以赋值给父类
• 如果父类装的是子类对象，那么可以将这个父类强制转换成子类对象。

以下代码体现了里式替换：

//里式替换原则：
//1、子类可以赋值给父类：如果有一个地方需要一个父类作为参数，我们可以给一个子类代替
//2、如果父类中装的是子类对象，那么可以将这个父类强转为子类对象
class Program
{
    static void Main()
    {
        Person p = new Student();
        
        //Join()的参数构成：(char separator, params object?[] values):string
        //下面的string是object的子类，new string[]就体现了子类可以代替父类作为参数。所以这里体现了里式替换
        string str = string.Join('|', new string[] { "1", "2", "3" });
        Console.WriteLine(str); //输出结果：1|2|3
        
        
        Console.WriteLine("==========================================");
        Person[] pers = new Person[10];   //初始化一个Person数组
        for (int i = 0; i < pers.Length; i++)
        {
            pers[i] = new Student();    //为数组里的每一个元素创建一个Student对象
        }
        
        for (int i = 0; i < pers.Length; i++)
        {
            //pers[i].PersonSayHello(); 如果是左边这句，则只会调用父类的方法，只会输出“我是父类”，因为数组是Person类的
            //补充知识点：is关键字表示: 如果能够转换成功，则返回一个true，都则返回一个false
            if (pers[i] is Student) //判断元素所属类型
            {
                ((Student)pers[i]).StudentSayHello();   //通过强转才能调用Student类的方法
            }
        }
        Console.WriteLine("==========================================");
        
        
        //2、如果父类中装的是子类对象，那么可以将这个父类强转为子类对象
        Student ss = (Student)p;  //将父类强转成子类
        ss.StudentSayHello();   //输出结果：我是学生   (转换成功)
        
        if (p is Teacher)   //如果p属于Teacher的实例
        {
            Teacher ss2 = (Teacher)p;   //将父类强转成子类Teacher类
            ss2.TeacherSayHello();
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("转换失败，因为p里是Student类的对象，无法转成Teacher类的");
        }
        
        
        //补充知识点：as:如果能够转换则返回对应的对象，否则返回一个null
        Student t = p as Student;
        t.StudentSayHello();    //输出结果：我是学生
        Teacher tt = p as Teacher;
        tt.TeacherSayHello();   //输出报错，因为因为p里是Student类的对象，无法转成Teacher类的
    }
}

public class Person
{
    public void PersonSayHello()
    {
        Console.WriteLine("我是父类");
    }
}

public class Student : Person
{
    public void StudentSayHello()
    {
        Console.WriteLine("我是学生");
    }
}

public class Teacher : Person
{
    public void TeacherSayHello()
    {
        Console.WriteLine("我是老师");
    }
}

整个代码输出结果：

1|2|3
==========================================
我是学生
我是学生
我是学生
我是学生
我是学生
我是学生
我是学生
我是学生
我是学生
我是学生
==========================================
我是学生
转换失败，因为p里是Student类的对象，无法转成Teacher类的
我是学生
Unhandled exception. System.NullReferenceException: Object reference not set to an instance of an object.
   at Program.Main() in E:\JetBrains Rider 2022.1.2\projects\ConsoleApp1\ConsoleApp1\Program.cs:line 54

 

补充知识：子类对象可以调用父类的成员，但是父类对象永远都只能调用自己的成员。

本篇参考视频教程里的P120：【01_C#入门到精通】新手强烈推荐：C#开发课程，一整套课程_哔哩哔哩_bilibili

如有表述错误，恳请阅者不吝赐教，谢谢！