为什么弱化先决条件不违反里氏替换原则

Question

我正在详细了解 LSP，我确实明白为什么强化前置条件会违反原则（使用来自 http://www.ckode.dk/programming/solid-principles-part-3-liskovs-substitution-principle/#contravariance 的示例）：

public class SuperType  
{  
    public virtual string FormatName(string name)  
    {  
        if (string.IsNullOrEmpty(name))  
            throw new ArgumentException("name cannot be null or empty", "name");  
        return name;  
    }  
}  

//VIOLATING ONE
public class LSPIllegalSubType : SuperType  
{  
    public override string FormatName(string name)  
    {  
        if (string.IsNullOrEmpty(name) || name.Length < 4)  
            throw new ArgumentException("name must be at least 4 characters long", "name");  
        return name;  
    }  
}  

在这里，我清楚地看到，对于基类有效的东西对于它的派生类会失败。换句话说，我不能在不改变行为的情况下用它的派生类替换基类。

现在以下方法被认为是合法的，因为它削弱了先决条件：

    public class LSPLegalSubType : SuperType  
{  
    public override string FormatName(string name)  
    {  
        if (name == null)  
            throw new ArgumentNullException("name");  
        return name;  
    }  
}  

引用网站：这是完全合法的，因为超类型的任何有效参数在子类型中也有效。

好吧，但是无效的参数呢？如果我有一个使用无效参数（例如空名称）调用 SuperType 的代码，它将失败。如果我将其替换为子类型，则相同的调用不会失败，因为条件较弱。所以从这个意义上说，我不能用子类型替换超类型，因为它也会改变行为。我很困惑。

Answer 1

具有前置条件和后置条件的方法声明当调用者满足前置条件时，它保证后置条件将在退出时得到满足。但是，合同没有说明如果先决条件不满足会发生什么 - 仍然允许该方法成功完成。因此，子类型可以削弱前提条件，因为如果调用者不能满足子类型的前提条件，则调用者无法对方法的行为做出任何假设。

Answer 2

如果你弱化一个前置条件，子类型仍然与需要超类型的地方兼容。它可能不会在基类正常执行的情况下抛出异常，但这没关系，因为抛出较少的异常不应破坏使用代码。如果调用代码是围绕在某些地方抛出异常的假设构建的，并将其用于应用程序的主要控制流，则可能应该重写消费代码。

另外，我认为您的第二个代码示例是错误的。

如果确实必须始终强制执行基类的先决条件，更好的实现是创建一个封装这些规则的数据类型，并将其作为参数传递。这样它就不是在子类的手中，它是新类的构造函数的一部分。

例如：

public class UserName 
{
    public string Value { get; }

    public UserName(string value)
    {
        if (string.IsNullOrWhitespace(value) || value.Length < 4)
            throw new ArgumentNullException(nameof(value));

        Value = value;
    }
}

public class BaseClass 
{
    public virtual void Foo(UserName username) 
    { 
        //No precondition checks required here 
    }
}

public class DerivedClass : BaseClass
{
    public override void Foo(UserName username) 
    {
        //No precondition checks required here
    }
}