java协变、逆变

原

概念

假设

• A、B表示类型
• ≤ 表示继承关系
• f<⋅>表示类型转换

若A ≤ B，则 A是B的子类，B是A的超类

协变、逆变

什么是型变？型变（type variance）允许对类型进行子类型转换。

为了下面讲解先定义几个类:

static class Animal {}
static class Human extends Animal {}
static class Wolf extends Animal {}
static class Man extends Human {}

1. 协变（covariant）

当A≤ B有 f<A> ≤f <B>

List<? extends Animal> list=new ArrayList<Human>();

子类通配符（也叫上界通配符）<? extends T>

规定了元素的根类是Animal，可get出Animal类型

Animal animal=list.get(0);

但不能add,继承自Animal的类型可以是Human也可以Wolf，若添加Wolf肯定出错所以编译器禁止

list.add(new Human());
list.add(new Wolf());

java中的数组默认支持协变的

Animal []array=new Animal[3];
array[0]=new Human();
array[1]=new Wolf();
array[2]=new Man();

2. 逆变（contravariant）

当A≤B有 f<B>≤f<A>

List<? super Human> list=new ArrayList<Animal>();

超类通配符（也叫下界通配符）<? super T>

规定了元素的超类是Human，所以可以add Human类型及其子类型

list.add(new Human());
list.add(new Man());

不可以 get Human类型，因为没明确指定统一的“根”(除Object)，只能get出Object类型

Human h=list.get(0);

3. 不变（invariant）

当A≤B时上述协变、逆变均不成立

List<Object> list=new ArrayList<String>();

Java的泛型默认是不变的(在不使用上界/下界通配符的情况下)

生产者协变，消费者逆变

哪么实际使用中何时协变何时逆变呢？《Effective Java》总结好了：producer-extends, consumer-super（PECS）。

• 读取(get)的对象称为生产者（Producer），可从生产者中安全地读取；
• 写入(add)的对象称为消费者（Consumer) ，可对消费者写入该类型和字类型(Human和Human的子类Man)。