Java 为什么不可变对象允许遵循Liskov替换原则？

我想展示一个矩形和正方形的示例：

    class Rectangle {

private int width;
private int height;

public int getWidth() {
    return width;
}

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

public int getHeight() {
    return height;
}

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

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

}

class Square extends Rectangle{

@Override
public void setWidth(int width){
    super.setWidth(width);
    super.setHeight(width);
}

@Override
public void setHeight(int height){
    super.setHeight(height);
    super.setWidth(height);
}

}

public class Use {

public static void main(String[] args) {
    Rectangle sq = new Square();
    LSPTest(sq);
}

public static void LSPTest(Rectangle rec) {
    rec.setWidth(5);
    rec.setHeight(4);

    if (rec.area() == 20) {
        // do Something
    }
}

}

如果我在方法LSPTest中替换了

正方形

的一个实例而不是

矩形

，我的程序的行为将会改变。这与LSP相反

我听说，那个不可变的对象可以解决这个问题。但是为什么呢

我换了一个例子。 我在

矩形中添加构造函数

：

public Rectangle(int width, int height) {
this.width = width;
this.height = height;
}

然后，我换了二传手：

    public Rectangle setWidth(int width) {
    return new Rectangle(width, this.height);
}

public Rectangle setHeight(int height) {
    return new Rectangle(this.width, height);
}

现在，

Square

看起来像：

class Square{
public Square() {

}

public Square(int width, int height) {
    super(width, height);
}

@Override
public Rectangle setWidth(int width) {
    return new Rectangle(width, width);
}

@Override
public Rectangle setHeight(int height) {
    return new Rectangle(height, height);
}

}

以下是客户端代码：

 public class Use {

public static void main(String[] args) {
    Rectangle sq = new Square(4, 4);
    LSPTest(sq);
}

public static void LSPTest(Rectangle rec) {
    rec = rec.setHeight(5);

    if (rec.area() == 20) {
        System.out.println("yes");
    }
}

}

同样的问题依然存在。更改对象本身还是返回新对象有什么区别。对于基类和子类，程序的行为仍然不同。

我抓住了这些引语（我的重点）：

假设在

矩形

基类上有

SetWidth

和

SetHeight

方法；这似乎完全合乎逻辑。但是，如果您的

矩形

引用指向一个

正方形

，则

设置宽度

和

设置高度

没有意义，因为设置一个会改变另一个以匹配它。在这种情况下，

Square

未能通过使用

Rectangle

的Liskov替换测试，并且从

Rectangle

继承

Square

的抽象是一个坏的抽象

……还有

LSP指出的是子类型行为应该与基类型规范中定义的基类型行为相匹配。如果矩形基本类型规范说高度和宽度可以独立设置，那么LSP说正方形不能是矩形的子类型如果矩形规范说矩形是不可变的，那么正方形可以是矩形的子类型。这都是关于子类型维护为基类型指定的行为

我想如果你有这样一个构造器，它会工作的：

Square(int side){
    super(side,side);
    ...
}

因为没有办法改变不变的东西，所以没有设置器。正方形永远是正方形

但两者之间应该有一种不违反LSP的关系，这种关系也不会强迫您使用不可变对象。我们只是做错了

在数学中，正方形可以看作是矩形的一种。事实上，它是一种更为特殊的矩形。天真地说，这样做似乎合乎逻辑，因为矩形看起来很超级。但是拥有子类的目的不是为了创建现有类的较弱版本，而是为了增强功能

为什么不做一些像：

class Square{
   void setSides(int side);
   Boundary getSides();
}
class Rectangle extends Square{
    //Overload
    void setSides(int width, int height);
    @Override
    Boundary getSides();
}

---

我还要指出，setter是用于设置的。下面的代码很糟糕，因为您实际上创建了一个方法，它不会执行它所说的操作

 public Rectangle setWidth(int width) {
    return new Rectangle(width, this.height);
 }

我抓住了这些引语（强调我的）：

假设在

矩形

基类上有

SetWidth

和

SetHeight

方法；这似乎完全合乎逻辑。但是，如果您的

矩形

引用指向一个

正方形

，则

设置宽度

和

设置高度

没有意义，因为设置一个会改变另一个以匹配它。在这种情况下，

Square

未能通过使用

Rectangle

的Liskov替换测试，并且从

Rectangle

继承

Square

的抽象是一个坏的抽象

……还有

LSP指出的是子类型行为应该与基类型规范中定义的基类型行为相匹配。如果矩形基本类型规范说高度和宽度可以独立设置，那么LSP说正方形不能是矩形的子类型如果矩形规范说矩形是不可变的，那么正方形可以是矩形的子类型。这都是关于子类型维护为基类型指定的行为

我想如果你有这样一个构造器，它会工作的：

Square(int side){
    super(side,side);
    ...
}

因为没有办法改变不变的东西，所以没有设置器。正方形永远是正方形

但两者之间应该有一种不违反LSP的关系，这种关系也不会强迫您使用不可变对象。我们只是做错了

在数学中，正方形可以看作是矩形的一种。事实上，它是一种更为特殊的矩形。天真地说，这样做似乎合乎逻辑，因为矩形看起来很超级。但是拥有子类的目的不是为了创建现有类的较弱版本，而是为了增强功能

为什么不做一些像：

class Square{
   void setSides(int side);
   Boundary getSides();
}
class Rectangle extends Square{
    //Overload
    void setSides(int width, int height);
    @Override
    Boundary getSides();
}

---

我还要指出，setter是用于设置的。下面的代码很糟糕，因为您实际上创建了一个方法，它不会执行它所说的操作

 public Rectangle setWidth(int width) {
    return new Rectangle(width, this.height);
 }

问题在于合同，即使用

矩形

的程序员的期望

合同规定，您可以执行一个

setWidth（15）

，然后

getWidth（）

将返回

15

，直到您使用不同的值执行另一个

setWidth

。
从

setHeight

的角度来看，这意味着它不能更改

height

。继续这种思路，setter的约定是“将此属性更新为参数值，并保持所有其他属性不变”

现在在

Square

中，新的不变量

getWidth（）==getHeight（）

强制

setWidth

也设置高度，瞧：违反了

setHeight

的约定

当然，您可以在

Rectangle.setWidth（）

的契约（即方法文档）中明确声明，如果调用

setHeight（）

，宽度可能会改变。
但是现在你的