اشرح مبدأ Liskov Substitution Principle بشكل متعمّق.

Question

Accepted Answer

**مبدأ Liskov Substitution Principle (LSP)** ينص على أن كائنات النوع الفرعي يجب أن تكون قابلة للاستبدال برمتها بنوعها الأساسي **دون كسر صحة البرنامج**. إذا كان الكود يعمل مع `Base`، فيجب أن يعمل مع أي `Subclass` — نفس التوقعات السلوكية، بدون مفاجآت.

## الانتهاك الكلاسيكي: Square extends Rectangle

```java
class Rectangle {
    protected int w, h;
    void setWidth(int w)  { this.w = w; }
    void setHeight(int h) { this.h = h; }
    int area() { return w * h; }
}

class Square extends Rectangle {       // "a square IS-A rectangle"... seemingly
    void setWidth(int w)  { this.w = w; this.h = w; }   // keep sides equal
    void setHeight(int h) { this.w = h; this.h = h; }
}

void resize(Rectangle r) {
    r.setWidth(5);
    r.setHeight(4);
    assert r.area() == 20;   // holds for Rectangle... FAILS for Square (area=16)
}
```

`Square` *تكسر العقد* التي يعتمد عليها من يستدعيها: تعيين العرض والارتفاع بشكل مستقل. تجتاز اختبار "هو" اللغوي لكنها **تنتهك LSP**.

## ما يطلبه LSP فعلياً

```text
A subtype must NOT:
  ✗ strengthen preconditions  (demand more than the base, e.g. reject valid inputs)
  ✗ weaken postconditions     (promise less than the base)
  ✗ break invariants the base guarantees
  ✗ throw new unexpected exceptions for previously valid calls
A subtype MAY:
  ✓ weaken preconditions (accept more)   ✓ strengthen postconditions (promise more)
```

هذا هو **التناقض (contravariance) للمدخلات، التغاير (covariance) للمخرجات** — الأساس الرسمي لـ LSP.

## كيفية إصلاح المثال

اترك الوراثة: `Square` و `Rectangle` كلاهما `Shape`s مع `area()`، لكن لا أحدهما هو الآخر. نمذج السلوك، ليس التصنيف الساذج.

## لماذا هذا مهم

LSP هو ما يجعل Polymorphism *آمناً*: بدونه، كل فحص `if (x instanceof Square)` يزحف بالعودة، محطماً الغرض من النوع الفرعي.

إنه يعيد صياغة تصميم الوراثة حول **العقود السلوكية**، وليس المفردات — السبب الحقيقي لوجود "تفضيل التكوين" هو أن العديد من العلاقات is-a تنتهك LSP بصمت.