ストーリー

LSPとは

Liskov Substitution Principle（リスコフの置換原則）: 基底型のオブジェクトを派生型のオブジェクトに置き換えても、プログラムの正しさが保たれるべきである。

つまり、親クラス（またはインターフェース）を期待する場所で、子クラスに入れ替えても、呼び出し側のコードが壊れてはいけません。

LSP違反の典型例：長方形と正方形

// 基底クラス
class Rectangle {
  constructor(protected width: number, protected height: number) {}

  setWidth(width: number): void {
    this.width = width;
  }

  setHeight(height: number): void {
    this.height = height;
  }

  getArea(): number {
    return this.width * this.height;
  }
}

// 派生クラス：正方形は幅と高さが常に同じ
class Square extends Rectangle {
  setWidth(width: number): void {
    this.width = width;
    this.height = width; // 高さも変更 ← 契約違反！
  }

  setHeight(height: number): void {
    this.width = height; // 幅も変更 ← 契約違反！
    this.height = height;
  }
}

// 呼び出し側のコードが壊れる
function testRectangle(rect: Rectangle): void {
  rect.setWidth(5);
  rect.setHeight(4);
  // Rectangle なら 5 * 4 = 20 を期待
  console.log(rect.getArea()); // Square の場合は 4 * 4 = 16！
}

Square は Rectangle を継承していますが、setWidth/setHeight の振る舞いが変わっています。呼び出し側の期待（幅と高さは独立して設定できる）を裏切っています。

LSPに準拠した設計

// 共通のインターフェースで必要な操作だけ定義
interface Shape {
  getArea(): number;
}

// 長方形
class Rectangle implements Shape {
  constructor(
    private readonly width: number,
    private readonly height: number
  ) {}

  getArea(): number {
    return this.width * this.height;
  }
}

// 正方形（継承ではなく別の実装）
class Square implements Shape {
  constructor(private readonly side: number) {}

  getArea(): number {
    return this.side * this.side;
  }
}

// どちらでも正しく動く
function printArea(shape: Shape): void {
  console.log(`Area: ${shape.getArea()}`);
}

LSP違反のサインと修正パターン

サイン1: 型チェックの出現

// LSP違反のサイン：instanceof で型チェック
function handleBird(bird: Bird): void {
  if (bird instanceof Penguin) {
    bird.swim();       // ペンギンだけ特別扱い
  } else {
    bird.fly();        // 他の鳥は飛べる前提
  }
}

修正：インターフェースを分離

interface Bird {
  move(): void;
}

class Sparrow implements Bird {
  move(): void {
    console.log('Flying...');
  }
}

class Penguin implements Bird {
  move(): void {
    console.log('Swimming...');
  }
}

// 型チェック不要
function handleBird(bird: Bird): void {
  bird.move(); // どの鳥でも正しく動く
}

サイン2: 例外を投げるオーバーライド

// LSP違反：親が提供する操作を子が拒否
class FileStorage {
  save(data: string): void { /* ファイルに保存 */ }
  delete(id: string): void { /* ファイルを削除 */ }
}

class ReadOnlyStorage extends FileStorage {
  save(data: string): void {
    throw new Error('This storage is read-only'); // 契約違反！
  }
  delete(id: string): void {
    throw new Error('This storage is read-only'); // 契約違反！
  }
}

修正：インターフェースを適切に分ける

interface Readable {
  read(id: string): string;
}

interface Writable {
  save(data: string): void;
  delete(id: string): void;
}

class FileStorage implements Readable, Writable {
  read(id: string): string { return '...'; }
  save(data: string): void { /* ... */ }
  delete(id: string): void { /* ... */ }
}

class ReadOnlyStorage implements Readable {
  read(id: string): string { return '...'; }
  // save/delete は持たない = 例外を投げる必要がない
}

LSPの契約ルール

高橋アーキテクトのアドバイス：

「LSPは”継承は is-a 関係で使え”よりも深い原則だ。数学的には正方形は長方形だが、コードの世界では振る舞いの互換性が重要。“振る舞いとして置換可能か”が判断基準だ」

まとめ

チェックリスト

• LSPの定義を自分の言葉で説明できる
• 長方形と正方形の問題を理解した
• LSP違反のサインを見分けられる

次のステップへ

次はSOLIDの残り2つ — インターフェース分離の原則（ISP）と依存性逆転の原則（DIP）をまとめて学びます。これらはセットで理解すると効果的です。

推定読了時間: 30分