Что такое принцип подстановки Барбары Лисков (LSP) и как он применяется в разработке на Python?

Принцип LSP (Liskov Substitution Principle) гласит, что объекты базового (родительского) класса должны быть заменяемы объектами подкласса без нарушения корректности работы программы. Это означает, что если класс B является подклассом класса A, где бы ожидался объект класса A, можно безопасно использовать объект класса B.

Применение в Python:

1. Наследование без изменения поведения: Подклассы должны расширять функциональность, а не изменять или нарушать существующее поведение базового класса.

   # Хорошо: Square is a Rectangle where width == height
   class Rectangle:
       def __init__(self, width, height):
           self.width = width
           self.height = height
   
       def area(self):
           return self.width * self.height
   
       def set_width(self, width):
           self.width = width
   
       def set_height(self, height):
           self.height = height
   
   class Square(Rectangle):
       def __init__(self, side):
           super().__init__(side, side)
   
       def set_width(self, width):
           super().set_width(width)
           super().set_height(width)
   
       def set_height(self, height):
           super().set_width(height)
           super().set_height(height)
   
   # Плохо: Если set_width и set_height в Square не были бы адаптированы для Square,
   # то поведение area() могло бы стать нелогичным при использовании Square
   # там, где ожидался Rectangle.
   

2. Одинаковые сигнатуры методов: Методы в подклассах должны сохранять совместимость сигнатур с методами в базовом классе (количество и типы аргументов, возвращаемое значение).

3. Неожиданные исключения: Подклассы не должны выбрасывать исключения, которые базовый класс не объявил (если это возможно в Python, что менее формализовано, чем в языках с строгой типизацией исключений, но принцип остается).

4. Сохранение инвариантов: Подклассы должны поддерживать инварианты (условия, которые всегда должны оставаться истинными) базового класса.

Нарушение LSP часто приводит к неожиданному поведению программы и усложняет ее поддержку.