[Scala] 瞭解 協變 與 逆變

首先定義一個類 A，其參數類型 T 爲協變，類中包含一個方法 func，該方法有一個類型爲 T 的參數：

  1 class A[+T] {
  2   def func(x: T) {}
  3 }

此時在 x 處會有異常提示，covariant type T occurs in contravariant position in type T of value x

如今，先 假設該類定義編譯能夠經過；

由於 String→AnyRef（String 是 AnyRef 的子類），參數類型 T 爲協變，因此 A[String]→A[AnyRef]（A[String] 也是 A[AnyRef] 的子類）。

定義兩個對象以下：

val father: A[AnyRef] = null.asInstanceOf[A[AnyRef]] // 父類對象，包含方法 func(x: AnyRef)
val child: A[String] = null.asInstanceOf[A[String]] // 子類對象，包含方法 func(x: String)

根據 里氏替換原則，調用 father.func(Nil) 裏的 father 對象應該能夠直接替換成 child 對象，可是 child.func(Nil) 調用顯然異常。

或者定義以下一個函數，接收 A[AnyRef] 做爲參數：

  1 def otherFunc(x: A[AnyRef]): Unit = {
  2   x.func(Nil)
  3 }

同理調用 otherFunc(father) 裏的 father 對象也應該能夠直接替換成 child 對象，可是如此一來 otherFunc 中的參數要調用 func 方法就只能傳入 String 類型的參數了（由於 child 對象中的 func 方法只能接收 String 類型參數），至關於 otherFunc 的處理範圍縮小了，這是不容許的。

也就是說上面 A 類的定義違反了里氏替換原則，因此編譯器沒法經過。

圖解上述分析過程：

反之，若是用 father 的父類對象替換，至關於 otherFunc 的處理範圍變大了，此時 otherFunc 中的參數要調用 func 方法，完成能夠傳入 AnyRef 類型的參數。

  1 val fatherFather: A[Any] = null.asInstanceOf[A[Any]] // func(x: Any)
  2 otherFunc(fatherFather)// 若是 T 爲協變，此處會提示異常

總結：

協變點（covariant position）：方法返回值的位置；

逆變點（contravariant position）： 方法參數的位置；

由於 A 中的類型參數 T 聲明爲協變，而 T 又是 func 方法中的參數類型，屬於逆變點，因此此時編譯器會提示異常：

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

 

 

• 若是將 T 做爲 func 方法的返回值類型，即處於協變點，就能夠編譯經過。

        此時，回到以前的 otherFunc(father) 和 otherFunc(child)，child 替換 father 後，child 調用 func 返回 String 類型的對象替換 AnyRef 是合理的。

  1 class B[+T] {
  2   def func(): T = {
  3     null.asInstanceOf[T]
  4   }
  5 }
  6 // 與 Function0[+A] 等價

• 或者將類型參數 T 改成逆變，

  1 class A[-T] {
  2   def func(x: T) {}
  3 }
  4 // 與 Function1[-A, Unit] 等價
  5 
  6 val father: A[AnyRef] = null.asInstanceOf[A[AnyRef]] // func(x: AnyRef)
  7 val fatherFather: A[Any] = null.asInstanceOf[A[Any]] // func(x: Any)
  8 
  9 def otherFunc(x: A[AnyRef]): Unit = {
 10   x.func(Nil)
 11 }
 12 
 13 otherFunc(father) // success
 14 otherFunc(fatherFather)// success

 

參考網址：

https://segmentfault.com/a/1190000003509191

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

 

by. Memento