25. Liskov-Substitutionsprinzip

Themen

Das Liskov-Substitutionsprinzip

Beispiele für seinen Einsatz

Bedeutung im Gesamtkontext der Software-Architektur

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• Objekte einer abgeleiteten Klasse sollten sich
  genauso verhalten wie Objekte der Basisklasse.
• Verletzungen des Liskov-Substitutionsprinzips
  lassen sich immer nur im konkreten Kontext feststellen.
• Das Liskov-Substitutionsprinzip ist eine wesentliche Voraussetzung für das Open-Closed-Prinzip.
• „Entwurf gemäß Vereinbarung“ (design by contract)
  formalisiert die Erwartungen an eine Klasse.
• Allgemein sorgt das Prinzip für klar definierte Schnittstellen
  und austauschbare Implementierungen auf allen Ebenen.

Diese Fragen dienen der persönlichen Beschäftigung mit der Thematik, werden aber nicht separat in der Vorlesung besprochen.

• Welche Bedeutung kommt dem LSP im Kontext der SOLID-Prinzipien und der gesamten Softwarearchitektur zu?
• Warum lässt sich das LSP, obwohl ursprünglich für die Vererbungsrelationen von Klassen in der OOP definiert, auch auf abstrakterer architektonischer Ebene anwenden?
• Was ist ein sehr typisches, offensichtliches Beispiel im Code für eine Verletzung des LSP?
• Welche Vor- und Nachbedingungen gelten laut LSP für abgeleitete Klassen im Vergleich zur Basisklasse?
• Welche Möglichkeit können Sie sich vorstellen, das LSP auf Ebene des Codes im Sinne eines „Enturfs gemäß Vereinbarung“ (design by contract) zu formalisieren, wenn Sie Programmiersprachen verwenden, die derlei Strukturen nicht bereits mitbringen?

Eine kommentierte und handverlesene Liste mit weiterführender Literatur zum Thema. Die Auswahl ist zwangsläufig subjektiv.

Die Originalformulierung des Liskov-Substitutionsprinzips findet sich in [Liskov, 1987Liskov, Barbara (1987): Data Abstraction and Hierarchy, ACM Sigplan Notices 23:17-34], eine etwas verständlichere Formulierung in [Liskov, 1994Liskov, Barbara H.; Wing, Jeannette M. (1994): A behavioral notion of subtyping, ACM Transactions on Programming Languages and Systems 16:1811-1841]. Im Rahmen der SOLID-Prinzipien diskutiert wird es von Robert C. Martin in Kapitel 10 in [Martin, 2003Martin, Robert C. (2003): Agile Software Development. Principles, Patterns, and Practices, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey] sowie in Kapitel 9 von [Martin, 2018Martin, Robert C. (2018): Clean Architecture. A Craftman's Guide to Software Structure and Design, Prentice Hall, Boston]. Sehr viele hilfreiche Hinweise für seine Anwendung sowie für das Konzept des „Entwurfs kraft Vereinbarung“ (design by contract) finden sich auch in [Meyer, 1997Meyer, Bertrand (1997): Object-Oriented Software Construction, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, New Jersey].

• Liskov, Barbara (1987): Data Abstraction and Hierarchy, ACM Sigplan Notices 23:17-34
• Liskov, Barbara H.; Wing, Jeannette M. (1994): A behavioral notion of subtyping, ACM Transactions on Programming Languages and Systems 16:1811-1841
• Martin, Robert C. (2003): Agile Software Development. Principles, Patterns, and Practices, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey
• Martin, Robert C. (2018): Clean Architecture. A Craftman's Guide to Software Structure and Design, Prentice Hall, Boston
• Meyer, Bertrand (1997): Object-Oriented Software Construction, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, New Jersey