Leg het substitutieprincipe van Barbara Liskov uit…

Als in een programma S een subtype is van T, dan kunnen objecten van type T in het programma worden vervangen door objecten van type S zonder de functionaliteit van het programma te schaden.

Belangrijke punten:

Gedragsbehoud: Het subtype moet zich gedragen zoals het basistype, vanuit het oogpunt van de externe waarnemer.
Invarianten: De invarianten van de basisklasse moeten worden behouden in de subklassen.
Postcondities: De postcondities (voorwaarden die waar moeten zijn na het uitvoeren van een methode) van de subklasse moeten gelijk of sterker zijn dan die van de basisklasse.
Precondities: De precondities (voorwaarden die waar moeten zijn voordat een methode wordt uitgevoerd) van de subklasse moeten gelijk of zwakker zijn dan die van de basisklasse.

Voorbeeld in Python:

class Rectangle:
    def __init__(self, width, height):
        self._width = width
        self._height = height

    def set_width(self, width):
        self._width = width

    def set_height(self, height):
        self._height = height

    def area(self):
        return self._width * self._height

class Square(Rectangle):
    def __init__(self, side):
        super().__init__(side, side)

    def set_width(self, width):
        self._width = width
        self._height = width # Schending van het principe: het wijzigen van de breedte wijzigt ook de hoogte

    def set_height(self, height):
        self._width = height # Schending van het principe: het wijzigen van de hoogte wijzigt ook de breedte
        self._height = height

# Voorbeeld van gebruik dat LSP schendt:
def enlarge_rectangle(rectangle):
    rectangle.set_width(rectangle._width + 1)
    rectangle.set_height(rectangle._height + 1)
    return rectangle.area()

rect = Rectangle(2, 3)
print(f"Oppervlakte na enlarge_rectangle(rect): {enlarge_rectangle(rect)}") # Verwacht 12

square = Square(2)
print(f"Oppervlakte na enlarge_rectangle(square): {enlarge_rectangle(square)}") # Verwacht 9, maar door set_width/set_height in Square wordt het 16. Schending!

Dit principe is belangrijk om de correctheid van erfelijkheid en polymorfisme te waarborgen, waardoor de code betrouwbaarder en voorspelbaarder wordt.

Leg het substitutieprincipe van Barbara Liskov uit.