重载（而不是压倒一切）是否违反了 Liskov 替换原则？

Question

有大量关于 LSP 的讨论，但所有讨论似乎都过于模糊。
AFAIK，LSP 指出要正确覆盖（而不是重载）子类中的超类方法，应确保子方法：

1. 不会产生父方法在任何情况下都不会引发的新异常类型
2. 与父方法具有相同的签名（在强类型语言的情况下）
3. 与签名具有相同的语义含义
4. 返回相同类型的值
5. 返回具有相同语义的值

通过semantic meaning ，我的意思是，如果基本 class 方法暗示它返回int并且这个int意味着，比如说，美元或欧元，那么重载的方法还应该暗示返回值是美元或欧元，并且即使在一种情况会违反 LSP。

但是如果我的基础 class 看起来像这样（示例在 Python 中）：

class A:

    func(x: int) -> int
        return x*2

class B(A):

    func(x: int, y: string) -> int
        return x*y

所以我的问题中有两个子问题：

1. contract这个术语在更实际的意义上是什么意思？ 是interface的同义词吗？
2. 使用基础 class 中不存在的签名（作为参数列表的一部分）重载是否违反 LSP？

Answer 1

答案取决于语言。

在典型的强类型 OO 语言中，如 Java、C++、C# 等，当您编写方法调用时，方法调用（如a.func(b,c)接收类型（本例中为a的类型），以及arguments的数量和类型。

在这样的语言中，具有不同数量的 arguments 或不同类型的 arguments 的方法是完全不同的方法。 拥有不同数量的 arguments 就像拥有不同的名称一样。 当您“重载”一个方法时，就像创建一个具有不同名称的方法一样，因此您不会通过从基础 class 重载一个方法来违反 LSP。

不过，您的问题似乎是关于 python 的，并且在典型的动态类型语言（如 python、JavaScript 等）中，当您编写像a.func(b,c)这样的方法调用时，只查找调用方法， （在与接收对象关联的表中查找）。 在这样的语言中，没有方法或函数的重载。

在您的示例中，您已经用两个参数 function覆盖了func的单参数定义。 这意味着您派生的 class 的消费者不能再使用一个参数调用func ，这确实违反了 LSP。

Answer 2

在现实生活中，合同是甲方和乙方对彼此的期望，即他们提供的保证。 编程相同：

• 这个方法接受什么范围的arguments？
• 您可以从中期待什么行为？
• 什么时候抛出错误？

它是方法的接口和文档的组合。

当我们说一个孩子应该遵循相同的契约时，我们的意思是，如果我们用另一个 ChildC 替换实现，那么将遵循与父级中描述的相同的约束，相同的行为。

例如，在 Java 中，我们有 Map 的概念（类似于 Python 中的 Dict），并且有 2 个不同的实现：HashMap 和 LinkedMap。 一个不保留加法的顺序，另一个 - 保留。 但是在合同中（在界面及其文档中）没有人说应该保留订单。 因此，如果我们的代码使用 HashMap 然后我们用 LinkedHashMap 替换它 - 它仍然可以完成父文档和签名所需的一切。

还有另一个实现：ConcurrentHashMap。 现在，它违反了 LSP。 因为 HashMap，LinkedHashMap 可以有 null 键，而 ConcurrentHashMap 不能。 因此，我们不能只用另一种实现替换一个实现——如果客户端实际上将 null 放在那里，它可能会破坏事情。

Map 的文档缓解了该问题，该文档称某些实现可能不接受 null，但这更像是一种 hack。

至于重载-您正在创建一个具有相同名称的单独方法，它不必遵循第一个合同。 这些方法可能根本没有共同之处。 尽管如其他答案中所述 - Python 中没有方法重载，但您只是用新方法替换旧方法，因此在子类中完成时这是一种覆盖。

PS：如果您使用策略或命令 - 实施会完全不同。 所以 LSP 在这里不适用。 但是他们仍然需要遵循父级中描述的通用合同。

Answer 3

要理解 LSP 的含义，口号“不再要求，promise 也不少”有很大帮助。 覆盖方法不能要求更多的 arguments 或更多特定类型的 arguments（即，它们必须是逆变的）。 它必须 promise 返回与被覆盖方法相同或更具体的类型的值（即，它必须是协变的）。

语义约束是覆盖方法必须在子类中执行与在超类中执行的“相同的事情”。 这种做同样事情的概念不容易形式化，它取决于类本身的含义。 但是，如果覆盖方法调用了被覆盖的方法，这是语义一致性的强烈标志。

重载与 LSP 无关。 这只是允许不同方法具有相同名称的编译时技巧。