里氏替換原則，OCP作為OO的高層原則，主張使用“抽象(Abstraction)”和“多態(Polymorphism)”將設計中的靜態結構改為動態結構，維持設計的封閉性。“抽象”是語言提供的功能。“多態”由繼承語義實現。
里氏替換原則包含以下4層含義：
- 子類可以實現父類的抽象方法，但是不能覆蓋父類的非抽象方法。
- 子類中可以增加自己特有的方法。
- 當子類覆蓋或實現父類的方法時，方法的前置條件（即方法的形參）要比父類方法的輸入參數更寬松。
- 當子類的方法實現父類的抽象方法時，方法的后置條件（即方法的返回值）要比父類更嚴格。
現在我們可以對以上四層含義進行講解。
子類可以實現父類的抽象方法，但是不能覆蓋父類的非抽象方法
在我們做系統設計時，經常會設計接口或抽象類，然后由子類來實現抽象方法，這里使用的其實就是里氏替換原則。子類可以實現父類的抽象方法很好理解，事實上，子類也必須完全實現父類的抽象方法，哪怕寫一個空方法，否則會編譯報錯。
里氏替換原則的關鍵點在于不能覆蓋父類的非抽象方法。父類中凡是已經實現好的方法，實際上是在設定一系列的規范和契約，雖然它不強制要求所有的子類必須遵從這些規范，但是如果子類對這些非抽象方法任意修改，就會對整個繼承體系造成破壞。而里氏替換原則就是表達了這一層含義。
在面向對象的設計思想中，繼承這一特性為系統的設計帶來了極大的便利性，但是由之而來的也潛在著一些風險。下面舉例來說明繼承的風險，我們需要完成一個兩數相減的功能，由類A來負責。
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class A{ public int func1(int a, int b){ return a-b; } } public class Client{ public static void main(String[] args){ A a = new A(); System.out.println("100-50="+a.func1(100, 50)); System.out.println("100-80="+a.func1(100, 80)); } } |
運行結果：
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100-50=50100-80=20 |
后來，我們需要增加一個新的功能：完成兩數相加，然后再與100求和，由類B來負責。即類B需要完成兩個功能：
兩數相減。
兩數相加，然后再加100。
由于類A已經實現了第一個功能，所以類B繼承類A后，只需要再完成第二個功能就可以了，代碼如下：
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class B extends A{ public int func1(int a, int b){ return a+b; } public int func2(int a, int b){ return func1(a,b)+100; } } public class Client{ public static void main(String[] args){ B b = new B(); System.out.println("100-50="+b.func1(100, 50)); System.out.println("100-80="+b.func1(100, 80)); System.out.println("100+20+100="+b.func2(100, 20)); } } |
類B完成后，運行結果：
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100-50=150100-80=180100+20+100=220 |
我們發現原本運行正常的相減功能發生了錯誤。原因就是類B在給方法起名時無意中重寫了父類的方法，造成所有運行相減功能的代碼全部調用了類B重寫后的方法，造成原本運行正常的功能出現了錯誤。在本例中，引用基類A完成的功能，換成子類B之后，發生了異常。在實際編程中，我們常常會通過重寫父類的方法來完成新的功能，這樣寫起來雖然簡單，但是整個繼承體系的可復用性會比較差，特別是運用多態比較頻繁時，程序運行出錯的幾率非常大。如果非要重寫父類的方法，比較通用的做法是：原來的父類和子類都繼承一個更通俗的基類，原有的繼承關系去掉，采用依賴、聚合，組合等關系代替。
