里氏替换原则（LSP）

太好了，现在我们来讲解 SOLID 中非常核心的 LSP：里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）。

我会一步步讲清楚：

什么是 LSP？
为什么重要？
优劣分析
Python 正反例子
清晰的结构图（Mermaid）

🧠 一句话定义（LSP）

任何父类出现的地方，都应该可以用它的子类替代，并且不会导致程序逻辑出错。

简化记忆：

子类能替换父类，并保持行为正确。

🎯 为什么需要？

当你用多态写程序（比如用父类来调用子类对象）时：

如果子类违背了父类的行为约定，会导致系统运行时出现不符合预期的错误，就违反了 LSP。

✅ 优点 vs ❌ 缺点

优点	缺点
子类更符合父类语义	设计成本提升
多态行为更安全	有时限制了子类个性
程序行为更稳定	实现复杂逻辑更麻烦

🔥 常见违反 LSP 的坑

子类复写方法后，行为和父类完全不同、甚至反逻辑。

❌ 违反 LSP 的反面例子

class Bird:def fly(self):print("I can fly")class Ostrich(Bird):def fly(self):raise Exception("I can't fly")  # ❌ 鸵鸟不能飞def let_it_fly(bird: Bird):bird.fly()let_it_fly(Ostrich())  # ❌ 虽然语法对，但运行崩了

问题：

Ostrich 是 Bird，但替换后程序出错 → 违反 LSP

✅ 遵守 LSP 的正确做法（更合理抽象）

from abc import ABC, abstractmethod# 抽象出“会飞的鸟”和“不飞的鸟”
class Bird(ABC):@abstractmethoddef eat(self):passclass Flyable(ABC):@abstractmethoddef fly(self):passclass Sparrow(Bird, Flyable):def eat(self): print("Sparrow eats")def fly(self): print("Sparrow flies")class Ostrich(Bird):def eat(self): print("Ostrich eats")# 没有 fly 方法# ✅ 函数只接受会飞的鸟
def let_it_fly(bird: Flyable):bird.fly()let_it_fly(Sparrow())  # ✅ OK
# let_it_fly(Ostrich())  # ❌ 语法报错，避免运行期出错

通过接口分离 + 更精确抽象，让程序在编译期就避免 LSP 问题。

🧭 结构图（Mermaid）

🏁 总结口诀

原则	理解方式	记忆口诀
✅ 里氏替换原则	子类能替换父类，行为不崩溃	“不是你的儿子，不要继承你”
🚨 如何避免	抽象设计精准、使用接口拆分	“不要滥用继承，改用组合或接口”