里氏替換原則是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本原則之一，主張使用“抽象（abstraction）”和“多態(tài)（polymorphism）”將設(shè)計(jì)中的靜態(tài)結(jié)構(gòu)改為動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，維持設(shè)計(jì)的封閉性?！俺橄蟆笔钦Z(yǔ)言提供的功能，“多態(tài)”由繼承語(yǔ)義實(shí)現(xiàn)。
里氏替換原則（liskov substitution principle，lsp）由麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的里斯科夫（liskov）女士在 1987 年的“面向?qū)ο蠹夹g(shù)的高峰會(huì)議”（oopsla）上發(fā)表的一篇文章《數(shù)據(jù)抽象和層次》（data abstraction and hierarchy）里提出來(lái)的，她提出：繼承必須確保超類(lèi)所擁有的性質(zhì)在子類(lèi)中仍然成立（inheritance should ensure that any property proved about supertype objects also holds for subtype objects）。
里氏替換原則主要闡述了有關(guān)繼承的一些原則，也就是什么時(shí)候應(yīng)該使用繼承，什么時(shí)候不應(yīng)該使用繼承，以及其中蘊(yùn)含的原理。里氏替換原是繼承復(fù)用的基礎(chǔ)，它反映了基類(lèi)與子類(lèi)之間的關(guān)系，是對(duì)開(kāi)閉原則的補(bǔ)充，是對(duì)實(shí)現(xiàn)抽象化的具體步驟的規(guī)范。
里氏替換原則的作用
里氏替換原則的主要作用如下。
1、里氏替換原則是實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉原則的重要方式之一。
2、它克服了繼承中重寫(xiě)父類(lèi)造成的可復(fù)用性變差的缺點(diǎn)。
3、它是動(dòng)作正確性的保證。即類(lèi)的擴(kuò)展不會(huì)給已有的系統(tǒng)引入新的錯(cuò)誤，降低了代碼出錯(cuò)的可能性。
里氏替換原則的實(shí)現(xiàn)方法
里氏替換原則通俗來(lái)講就是：子類(lèi)可以擴(kuò)展父類(lèi)的功能，但不能改變父類(lèi)原有的功能。也就是說(shuō)：子類(lèi)繼承父類(lèi)時(shí)，除添加新的方法完成新增功能外，盡量不要重寫(xiě)父類(lèi)的方法。
如果通過(guò)重寫(xiě)父類(lèi)的方法來(lái)完成新的功能，這樣寫(xiě)起來(lái)雖然簡(jiǎn)單，但是整個(gè)繼承體系的可復(fù)用性會(huì)比較差，特別是運(yùn)用多態(tài)比較頻繁時(shí)，程序運(yùn)行出錯(cuò)的概率會(huì)非常大。
如果程序違背了里氏替換原則，則繼承類(lèi)的對(duì)象在基類(lèi)出現(xiàn)的地方會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤。這時(shí)其修正方法是：取消原來(lái)的繼承關(guān)系，重新設(shè)計(jì)它們之間的關(guān)系。
關(guān)于里氏替換原則的例子，最有名的是“正方形不是長(zhǎng)方形”。當(dāng)然，生活中也有很多類(lèi)似的例子，例如，企鵝、鴕鳥(niǎo)和幾維鳥(niǎo)從生物學(xué)的角度來(lái)劃分，它們屬于鳥(niǎo)類(lèi)；但從類(lèi)的繼承關(guān)系來(lái)看，由于它們不能繼承“鳥(niǎo)”會(huì)飛的功能，所以它們不能定義成“鳥(niǎo)”的子類(lèi)。同樣，由于“氣球魚(yú)”不會(huì)游泳，所以不能定義成“魚(yú)”的子類(lèi)；“玩具炮”炸不了敵人，所以不能定義成“炮”的子類(lèi)等。
下面以“幾維鳥(niǎo)不是鳥(niǎo)”為例來(lái)說(shuō)明里氏替換原則。
【例2】里氏替換原則在“幾維鳥(niǎo)不是鳥(niǎo)”實(shí)例中的應(yīng)用。
分析：鳥(niǎo)一般都會(huì)飛行，如燕子的飛行速度大概是每小時(shí) 120 千米。但是新西蘭的幾維鳥(niǎo)由于翅膀退化無(wú)法飛行。假如要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)例，計(jì)算這兩種鳥(niǎo)飛行 300 千米要花費(fèi)的時(shí)間。顯然，拿燕子來(lái)測(cè)試這段代碼，結(jié)果正確，能計(jì)算出所需要的時(shí)間；但拿幾維鳥(niǎo)來(lái)測(cè)試，結(jié)果會(huì)發(fā)生“除零異?！被蚴恰盁o(wú)窮大”，明顯不符合預(yù)期，其類(lèi)圖如圖 1 所示。
程序代碼如下：
package principle;public class lsptest{ public static void main(string[] args) { bird bird1=new swallow(); bird bird2=new brownkiwi(); bird1.setspeed(120); bird2.setspeed(120); system.out.println("如果飛行300公里："); try { system.out.println("燕子將飛行" bird1.getflytime(300) "小時(shí)."); system.out.println("幾維鳥(niǎo)將飛行" bird2.getflytime(300) "小時(shí)。"); } catch(exception err) { system.out.println("發(fā)生錯(cuò)誤了!"); } }}//鳥(niǎo)類(lèi)class bird{ double flyspeed; public void setspeed(double speed) { flyspeed=speed; } public double getflytime(double distance) { return(distance/flyspeed); }}//燕子類(lèi)class swallow extends bird{}//幾維鳥(niǎo)類(lèi)class brownkiwi extends bird{ public void setspeed(double speed) { flyspeed=0; }}程序的運(yùn)行結(jié)果如下：
如果飛行300公里：燕子將飛行2.5小時(shí).幾維鳥(niǎo)將飛行infinity小時(shí)。程序運(yùn)行錯(cuò)誤的原因是：幾維鳥(niǎo)類(lèi)重寫(xiě)了鳥(niǎo)類(lèi)的 setspeed(double speed) 方法，這違背了里氏替換原則。正確的做法是：取消幾維鳥(niǎo)原來(lái)的繼承關(guān)系，定義鳥(niǎo)和幾維鳥(niǎo)的更一般的父類(lèi)，如動(dòng)物類(lèi)，它們都有奔跑的能力。幾維鳥(niǎo)的飛行速度雖然為 0，但奔跑速度不為 0，可以計(jì)算出其奔跑 300 千米所要花費(fèi)的時(shí)間。
其類(lèi)圖如圖 2 所示。
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