Объясните Liskov Substitution Principle подробно.

Question

Accepted Answer

**Liskov Substitution Principle (LSP)** гласит, что объекты подтипа должны быть заменяемы на базовый тип **без нарушения корректности программы**. Если код работает с `Base`, он должен работать с любым `Subclass` — одинаковые поведенческие ожидания, никаких сюрпризов.

## Каноническое нарушение: 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` *нарушает контракт*, на который полагаются вызывающие: независимое установление ширины и высоты. Проходит английский тест "is-a", но **нарушает LSP**.

## Что LSP фактически требует

```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)
```

Это **контрвариантность входов, ковариантность выходов** — формальное ядро LSP.

## Как исправить пример

Отбросьте наследование: `Square` и `Rectangle` — оба `Shape` с методом `area()`, но один не является другим. Моделируйте поведение, а не наивную таксономию.

## Почему это важно

LSP — это то, что делает полиморфизм *безопасным*: без него каждая проверка `if (x instanceof Square)` возвращается, сводя на нет смысл подтипирования.

Оно переформулирует дизайн наследования вокруг **поведенческих контрактов**, а не словаря — реальная причина существования "favor composition" в том, что многие отношения is-a молча нарушают LSP.