リスコフの置換原則とは

 

リスコフの置換原則（Liskov Substitution Principle, LSP）は、オブジェクト指向設計の基本原則の一つです。

C#で実際にクラスを設計する場合、どのように応用するかを具体例で見てみましょう。

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1. LSPの原則とは

「サブクラス（派生クラス）は、スーパークラス（基底クラス）の代わりに使えるように設計すべき」

つまり、基底クラスを期待して書いたコードが、サブクラスでも問題なく動作する設計であることが重要です。

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2. LSPに反した設計例（C#）

public class Bird
{
    public virtual void Fly()
    {
        Console.WriteLine("飛びます");
    }
}

public class Sparrow : Bird
{
    // 問題なし
}

public class Penguin : Bird
{
    // LSP違反
    public override void Fly()
    {
        throw new NotImplementedException("ペンギンは飛べません！");
    }
}

この設計では、Bird 型の変数で Penguin を扱おうとすると、実行時に例外が発生します。

Bird myBird = new Penguin();
myBird.Fly();  // NotImplementedException

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3. LSPに従った設計例（C#）

public class Bird
{
    public virtual void Eat()
    {
        Console.WriteLine("食べます");
    }
}

public class FlyingBird : Bird
{
    public virtual void Fly()
    {
        Console.WriteLine("飛びます");
    }
}

public class Sparrow : FlyingBird
{
    // 問題なし
}

public class Penguin : Bird
{
    // ペンギンは飛ばないので Fly メソッドは持たない
}

こうすることで、Bird 型の変数として扱っても 飛べないペンギンでもエラーが起きない 設計になります。

Bird myBird1 = new Sparrow();
myBird1.Eat();

Bird myBird2 = new Penguin();
myBird2.Eat();  // 安全に動作

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4. 実務での応用例

UIコンポーネント

public abstract class Widget
{
    public abstract void Draw();
}

public class Button : Widget
{
    public override void Draw() { Console.WriteLine("ボタン描画"); }
}

public class TextBox : Widget
{
    public override void Draw() { Console.WriteLine("テキストボックス描画"); }
}

• Widget 型で扱っても、ボタンやテキストボックスは正しく描画されます。

決済システム

public abstract class PaymentMethod
{
    public abstract void Pay(decimal amount);
}

public class CreditCard : PaymentMethod
{
    public override void Pay(decimal amount) { Console.WriteLine($"{amount}をカードで支払いました"); }
}

public class BankTransfer : PaymentMethod
{
    public override void Pay(decimal amount) { Console.WriteLine($"{amount}を銀行振込で支払いました"); }
}

• どの支払い方法でも PaymentMethod 型で扱えるため、拡張が容易です。

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5. まとめ

• LSPを守ると安全に継承できる

• サブクラスは基底クラスの契約（期待される動作）を壊してはいけない

• C#では abstract クラスや virtual/override を上手く使い、サブクラスが安全に置換できるよう設計する

リスコフの置換原則を意識することで、変更に強く、保守性の高いオブジェクト指向設計を作ることができます。