Riverfount

No mundo da programação orientada a objetos, o Princípio de Substituição de Liskov (LSP) é um guia essencial para criar sistemas robustos e flexíveis. Porém, em Python, esse princípio ganha uma nuance especial graças ao duck typing e aos protocolos, que mudam completamente a forma como pensamos em substituição e hierarquia.

Neste post, vamos explorar como esses conceitos se entrelaçam, por que o LSP faz tanto sentido na linguagem pythonica e como seu entendimento ajuda a escrever códigos mais limpos, seguros e reutilizáveis — tudo isso sem depender exclusivamente de herança formal. Prepare-se para olhar para o LSP através das lentes de Python e descobrir ferramentas poderosas para o design de software elegante e eficiente.

LSP e Duck Typing: O Poder do Comportamento

Em linguagens estaticamente tipadas, o LSP está intimamente ligado à hierarquia de classes e à herança formal. Já em Python, graças ao duck typing, não é a herança que define a possibilidade de substituição, mas o comportamento do objeto. Se um objeto “grasna” e “anda” como um pato, ele pode ser tratado como um pato, independentemente de sua árvore de classes.

Exemplo simples:

class PatoReal:
    def voar(self):
        print("Voando!")

    def grasnar(self):
        print("Quack!")

class PatoDeBorracha:
    def voar(self):
        raise NotImplementedError("Não posso voar")

    def grasnar(self):
        print("Squeak!")

def fazer_o_pato_grasnar(pato):
    pato.grasnar()

pato_real = PatoReal()
pato_borracha = PatoDeBorracha()

fazer_o_pato_grasnar(pato_real)   # Quack!
fazer_o_pato_grasnar(pato_borracha)  # Squeak!

Aqui, ambos os objetos possuem o método grasnar(), então o código funciona para ambos. No entanto, o método voar() do PatoDeBorracha quebra a expectativa do comportamento esperado, violando o LSP caso o código cliente dependa dele.

Protocolos e o Contrato Explícito

Os protocolos (introduzidos com PEP 544) formalizam essa ideia apresentando um tipo estrutural onde uma “interface” é definida pelo conjunto de métodos que um objeto deve implementar para ser considerado um subtipo daquele protocolo. Diferente da herança tradicional, o protocolo não exige que a classe declare que o implementa explicitamente; ele verifica a compatibilidade estrutural.

Exemplo com protocolo:

from typing import Protocol

class Pato(Protocol):
    def voar(self) -> None:
        ...
    def grasnar(self) -> None:
        ...

class PatoReal:
    def voar(self) -> None:
        print("Voando!")

    def grasnar(self) -> None:
        print("Quack!")

class PatoDeBorracha:
    def voar(self) -> None:
        raise NotImplementedError("Não posso voar")

    def grasnar(self) -> None:
        print("Squeak!")

def fazer_o_pato_voar(pato: Pato) -> None:
    pato.voar()

fazer_o_pato_voar(PatoReal())    # Voando!
fazer_o_pato_voar(PatoDeBorracha())  # Erro: viola LSP

O protocolo Pato define claramente o contrato esperado. Substituir um PatoReal por PatoDeBorracha falha porque PatoDeBorracha não mantém a garantia do método voar.

Interseção do LSP com Duck Typing e Protocolos

• O LSP reforça que substitutos devem manter o contrato de comportamento original.
• Duck typing foca na existência desse comportamento ao invés da herança.
• Protocolos formalizam esse contrato, tornando explícita a interface esperada.
• Em Python, usar protocolos deixa mais claro onde o LSP pode ser inadvertidamente violado, especialmente em projetos maiores.

Benefícios Práticos

• Evita exceções inesperadas ou falhas ao substituir objetos que não mantêm o contrato.
• Permite maior flexibilidade, pois não é necessária herança pura para garantir substituibilidade.
• Facilita a manutenção e extensibilidade com tipos mais expressivos e contratos claros.
• Compatibiliza com a filosofia pythonica de código explícito, porém flexível.

Dessa forma, o LSP em Python é mais um guia para respeitar o comportamento esperado, alinhado naturalmente com a dinâmica do duck typing e o rigor dos protocolos, garantindo que seu código seja ao mesmo tempo flexível, seguro e fácil de estender.

Riverfount
Vicente Eduardo Ribeiro Marçal