[Scala] 了解 协变 与 逆变

首先定义一个类 A，其参数类型 T 为协变，类中包含一个方法 func，该方法有一个类型为 T 的参数：

 class A[+T] {
   def func(x: T) {}
 }

此时在 x 处会有异常提示，covariant type T occurs in contravariant position in type T of value x

现在，先假设该类定义编译可以通过；

因为 String→AnyRef（String 是 AnyRef 的子类），参数类型 T 为协变，所以 A[String]→A[AnyRef]（A[String] 也是 A[AnyRef] 的子类）。

定义两个对象如下：

val father: A[AnyRef] = null.asInstanceOf[A[AnyRef]] // 父类对象，包含方法 func(x: AnyRef)
val child: A[String] = null.asInstanceOf[A[String]] // 子类对象，包含方法 func(x: String)

根据里氏替换原则，调用 father.func(Nil) 里的 father 对象应该可以直接替换成 child 对象，但是 child.func(Nil) 调用显然异常。

或者定义如下一个函数，接收 A[AnyRef] 作为参数：

 def otherFunc(x: A[AnyRef]): Unit = {
   x.func(Nil)
 }

同理调用 otherFunc(father) 里的 father 对象也应该可以直接替换成 child 对象，但是如此一来 otherFunc 中的参数要调用 func 方法就只能传入 String 类型的参数了（因为 child 对象中的 func 方法只能接收 String 类型参数），相当于 otherFunc 的处理范围缩小了，这是不允许的。

也就是说上面 A 类的定义违反了里氏替换原则，所以编译器无法通过。

图解上述分析过程：

反之，如果用 father 的父类对象替换，相当于 otherFunc 的处理范围变大了，此时 otherFunc 中的参数要调用 func 方法，完成可以传入 AnyRef 类型的参数。

 val fatherFather: A[Any] = null.asInstanceOf[A[Any]] // func(x: Any)
 otherFunc(fatherFather)// 如果 T 为协变，此处会提示异常

总结：

协变点（covariant position）：方法返回值的位置；

逆变点（contravariant position）：方法参数的位置；

因为 A 中的类型参数 T 声明为协变，而 T 又是 func 方法中的参数类型，属于逆变点，所以此时编译器会提示异常：

covariant type T occurs in contravariant position in type T of value x

 

 

• 如果将 T 作为 func 方法的返回值类型，即处于协变点，就可以编译通过。

        此时，回到之前的 otherFunc(father) 和 otherFunc(child)，child 替换 father 后，child 调用 func 返回 String 类型的对象替换 AnyRef 是合理的。

 class B[+T] {
   def func(): T = {
     null.asInstanceOf[T]
   }
 }
 // 与 Function0[+A] 等价

• 或者将类型参数 T 改为逆变，

 class A[-T] {
   def func(x: T) {}
 }
 // 与 Function1[-A, Unit] 等价

 val father: A[AnyRef] = null.asInstanceOf[A[AnyRef]] // func(x: AnyRef)
 val fatherFather: A[Any] = null.asInstanceOf[A[Any]] // func(x: Any)

 def otherFunc(x: A[AnyRef]): Unit = {
   x.func(Nil)
 }

 otherFunc(father) // success
 otherFunc(fatherFather)// success

 

参考网址：

https://segmentfault.com/a/1190000003509191

http://hongjiang.info/scala-pitfalls-10/

 

by. Memento

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