结构鸭子类型是否与 LSP 兼容？

如何解决结构鸭子类型是否与 LSP 兼容？

在某些情况下，结构子类型是否会导致无法使用 LSP？例如，假设我有一个 Python* 设置，其标称类型为

class Foo(ABC):
    def frobnicate(self) -> int:
        """ frobnicate in a general fashion """

class SubFoo(Foo):
    def frobnicate(self) -> int:
        """ frobnicate in a particular fashion """

def bar(f: SubFoo) -> int:
    return f.frobnicate()

我可以在 bar 中确定我有一个 SubFoo 并且由于 LSP 我知道调用它会“以特定的方式frobnicate”。这一切都很好。现在假设我改用结构子类型（注意 Protocol）

class Foo(Protocol):
    def frobnicate(self) -> int:
        """ frobnicate in a general fashion """

class SubFoo(Foo,Protocol):
    def frobnicate(self) -> int:
        """ frobnicate in a particular fashion """

def bar(f: SubFoo) -> int:
    return f.frobnicate()

我不能确定在 bar 我有一个 SubFoo 因为一个 Foo 也满足那个协议，所以我可能，天堂禁止，“以一般方式frobnicate” .也就是说，LSP 不适用，因为子类型和超类型之间没有区别。

*我以 Python 为例，因为这就是我所知道的。这是一个语言不可知的问题，但我意识到这可能是由于 Python 的细节

解决方法

LSP 是一致性声明，而不是实现。

子类型要求：令 ϕ(x) 是一个关于类型 T 的对象 x 的可证明属性。那么对于类型 S 的对象 y，ϕ(y) 应该为真，其中 S 是 T 的子类型。

请注意，LSP 仅涉及一般的类型和子类型，而不是名义、结构或其他特定的子类型。

转述，可以说“无论类型保证什么，它的子类型也必须保证”。由于结构类型仅与结构有关 – 表示为类型保证 – 这一点很容易满足。

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结构类型仅根据结构定义子类型。例如，Foo 定义了结构类型：

{frobnicate: (Self) -> int}

值得注意的是，这表示 frobnicate 存在，采用 Foo 并返回 int。它没有说明这是如何发生的，或者输入和输出之间有什么关系。
重要的是，Foo 并未以一般或特定方式说明是 frobnicate。实现、文档字符串或类似内容不是类型的一部分。

同样，SubFoo 定义了完全相同的结构类型：

{frobnicate: (Self) -> int}

就 LSP 而言，替换 SubFoo <: Foo 和 Foo <: SubFoo 都是有效的：Foo 和 SubFoo 仅在未捕获方式上有所不同通过结构类型，因此不能由任何一种类型保证。