Что такое принцип подстановки Барбары Лисков и как он применяется в программировании?

Принцип подстановки Барбары Лисков (LSP) гласит, что в программе объекты дочерних классов должны иметь возможность заменять объекты родительских классов, не нарушая при этом правильности выполнения программы.

Применение в Android-разработке:

1. Иерархии классов: При проектировании иерархий классов (например, наследующих от View, Fragment, Activity) LSP гарантирует, что использование экземпляра подкласса вместо суперкласса не приведет к неожиданному поведению.

2. Интерфейсы: Если класс реализует интерфейс, он должен это делать таким образом, чтобы его можно было использовать везде, где ожидается тип интерфейса, не нарушая ожиданий потребителя.

   // Неправильно (нарушается LSP)
   // Интерфейс Printer ожидает, что print() всегда будет что-то печатать
   interface Printer {
       fun print(document: String)
   }
   
   class BasicPrinter : Printer {
       override fun print(document: String) {
           println("Printing: $document")
       }
   }
   
   class BrokenPrinter : Printer {
       override fun print(document: String) {
           // Иногда ничего не печатает, нарушая контракт интерфейса
           if (Math.random() > 0.5) {
               // Do nothing
           } else {
               println("Printing: $document")
           }
       }
   }
   
   // Правильно (соблюдается LSP)
   class SimplePrinter : Printer {
       override fun print(document: String) {
           println("Printing: $document")
       }
   }
   
   class MockPrinter : Printer {
       override fun print(document: String) {
           // Всегда выполняет действие, соответствующее контракту (пусть и имитирует печать)
           println("Mock printing: $document")
           // Может записывать в лог или выполнять другое ожидаемое действие
       }
   }
   

3. Тестирование: Соблюдение LSP упрощает тестирование, так как можно подставлять моки или заглушки (которые являются подтипами) вместо реальных реализаций без изменения тестовой логики.

4. Контракты: LSP подчеркивает важность соблюдения контрактов методов — всех ожидаемых условий перед вызовом (предусловия), после вызова (постусловия) и инвариантов (состояния объекта). Подкласс не должен ослаблять предусловия или усиливать постусловия родительского класса.

   Условие	Родительский класс (Супертип)	Дочерний класс (Подтип)
   Предусловие	Может быть ослаблено	Должно быть таким же или ослабленным
   Постусловие	Может быть усилено	Должно быть таким же или усиленным
   Инвариант	Должен соблюдаться	Должен соблюдаться так же или более строго
   Исключения	Может быть выброшено X	Может быть выброшено X или подтип X