Design by contract là gì?

Question

Accepted Answer

**Design by Contract (DbC)** coi quan hệ giữa một method và bên gọi nó như một thỏa thuận chính thức, được định nghĩa bởi ba thứ: **tiền điều kiện (precondition)** (điều bên gọi phải đảm bảo), **hậu điều kiện (postcondition)** (điều method đảm bảo trả lại), và **bất biến (invariant)** (điều luôn đúng với object ở mọi lúc).

## Ba nghĩa vụ

```text
PRECONDITION  → nghĩa vụ của bên gọi: input/trạng thái method cần để chạy đúng
POSTCONDITION → nghĩa vụ của method: điều nó hứa khi trả về (nếu precondition đúng)
INVARIANT     → thuộc tính luôn-đúng của object, trước và sau mỗi method
```

## Trong code

```python
class Account:
    def __init__(self, balance):
        self._balance = balance
        self._check_invariant()

def withdraw(self, amount):
        assert amount > 0, "PRE: amount must be positive"        # precondition
        assert amount <= self._balance, "PRE: sufficient funds"  # precondition
        old = self._balance
        self._balance -= amount
        assert self._balance == old - amount, "POST: balance reduced"  # postcond
        self._check_invariant()

def _check_invariant(self):
        assert self._balance >= 0, "INVARIANT: balance never negative"
```

Nếu một *precondition* thất bại, **bên gọi** có bug. Nếu một *postcondition* hay *invariant* thất bại, **method** có bug — hợp đồng chỉ đích danh ai chịu trách nhiệm.

## Quan hệ với LSP

DbC làm cho Liskov trở nên chính xác: một subtype có thể **làm yếu precondition** và **làm mạnh postcondition**, nhưng không bao giờ ngược lại. Đó chính xác là quy tắc thay thế được (substitutability), phát biểu dưới dạng hợp đồng.

## Đánh đổi

```text
✓ Bug lộ ra ở ranh giới, với trách nhiệm rõ ràng   ✓ Hợp đồng kiêm luôn tài liệu
⚠️ Kiểm tra lúc runtime tốn hiệu năng (thường tắt trong production qua assertion)
⚠️ Không phải mọi ngôn ngữ thực thi nó nguyên bản (Eiffel có; hầu hết dùng assert/validation)
```

## Tại sao điều này quan trọng

Hợp đồng biến những giả định mơ hồ ("amount nên dương, tôi nghĩ vậy") thành các quy tắc tường minh, kiểm tra được — và chúng quy trách nhiệm chính xác khi có gì đó vỡ.

Chúng nâng đỡ Liskov substitution và thiết kế API vững chắc: hợp đồng của một method là interface thực sự của nó, trung thực hơn so với chỉ riêng signature kiểu của nó.