Arrays.asList违反了Liskov替换原则吗？

Question

Arrays.asList(..)返回一个包装在数组周围的List。这个包装器有固定的大小，直接由数组支持，因此尝试修改列表的add()或其他函数的调用将引发UnsupportedOperationException异常。

开发人员经常对此感到惊讶，这可以从stackoverflow上的问题中看出。

然而，根据Liskov替换原则（LSP），List接口具有应该对所有List派生类工作得像预期一样的add()方法。

Arrays.asList()返回的类型是否违反了Liskov替换原则？

- Gonen I

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List.add 被记录为可选操作。 - Andy Turner

@AndyTurner 但是可选操作不是违反LSP原则吗？ - Gonen I

这不是一个“论坛”，请不要称之为。 - Arnav Borborah

它们并不是真正的“可选操作”，因为它们可能不存在：它们始终存在，只是可能会抛出“UnsupportedOperationException”。这是记录下来的行为；只是许多人在接受“List”作为参数时没有考虑到这种情况。 - Andy Turner

Answer 1

严格来说，它应该是违反了LSP原则，因为LSP没有可选接口成员的概念：方法要么是接口的一部分，要么不是接口的一部分。

然而，Java Class Library明确允许在指定某些接口方法为可选时违反LSP。 List<T>.add() 就是这样的一个方法。其他改变列表的方法（例如 addAll，remove等）也被标记为可选。

基本上，Java库的设计者采取了一种捷径：他们没有为可变列表创建单独的接口（扩展只读列表），而是选择将操作 "标记为可选"。此外，他们并没有提供一种方法来测试列表实例是否为只读，因此您唯一的选择是捕获运行时异常，这是一个非常糟糕的想法。这意味着您必须跟踪列表的来源，并仅在您对列表来源有100％的确定性时执行可选操作。

- Sergey Kalinichenko

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这个解释也是我倾向的方向。 - Gonen I

@user889742 对的 - LSP 没有“可选操作”的概念，一切都是完全二进制的。Java 库设计者采取了一种捷径，没有为只读列表定义单独的接口，从而创建了这个混乱的可选操作。 - Sergey Kalinichenko

嗨@Sergey。我有一个抽象类，其中包含数据库修改和获取操作。但是有些子类不应该修改数据。我应该采取捷径还是分离操作？ - Arash

Answer 2

我认为这并不违反LSP原则。

LSP原则指，所有实现一个给定接口的类的实例都可以互换使用。

List.add（以及其他变异方法）的文档明确说明，该方法的实现可能会抛出UnsupportedOperationException异常。

抛出

UnsupportedOperationException - 如果此列表不支持添加操作

因此，如果您要在未知来源的List实例上调用此方法，则需要处理add抛出UnsupportedOperationException的情况。

如果不这样做，就不能正确使用API。

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这并不意味着我喜欢这种设计。我认为，唯一检测到任何给定方法不受实例支持的方法是尝试调用该方法，这是垃圾的。我的意思是，给我们一个isAddSupported()方法（或类似的方法）。

我只是认为遵循规定的行为不会违反LSP原则。

- Andy Turner

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谢谢。但我担心，如果您可以用文档来捍卫LSP违规行为，那么您可以在Rectangle.setWidth // 注意，可能不适用于所有矩形的派生物上编写，并从中派生一个正方形，说这符合LSP。 - Gonen I

@user889742 是的，您可以这样做，而您类的用户需要处理它。理想情况下，您应该通过公认的文档约定来传达它，比如Javadoc中的@throws段落；但实际上，您在类的公共文档中编写的任何内容都是代码应该编写的行为契约。 - Andy Turner

@dasblinkenlight 我并不是在推荐捕获异常。我是说你需要意识到它可能会发生。 - Andy Turner

@dasblinkenlight 但我并不是说要捕获异常，我只是说“处理该情况”。如果我说“如果你不这样做，那你就忽略了该类的契约”，你会更开心吗？ - Andy Turner

Answer 3

如果你从技术角度来看，那么当然是一种违规行为。LSP（里氏替换原则）指出，一个糟糕的设计就是继承类无法使用超类方法的设计。但是Java并不总是关心这些违规行为。正如你所建议的那样，这经常会导致开发人员的混淆。例如add()方法和remove()方法都适用于不可变列表，而且这是不可改变的。好的一面是至少会抛出异常。

进一步阅读：http://c2.com/cgi/wiki?UnmodifiableListIsStupidAndItBreaksLsp

- Arnav Borborah

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谢谢。我理解了。 - Gonen I

如果是，请标记一个正确答案。 - Arnav Borborah