变幻无常的协变与逆变：从Java到kotlin

2024-01-07 06:57:01

在编程的世界中，协变与逆变的概念对程序员来说并不陌生，尤其在涉及到继承、多态和类型检查时，它们扮演着重要的角色。本文将带领读者探索协变和逆变在kotlin和Java中的奥妙，深入了解这些概念并比较两种语言之间的区别，以帮助开发者更好地掌握协变和逆变的含义及应用。

协变和逆变是类型系统的两个基本概念，它们了子类类型与父类类型之间的关系。

协变（Covariance） ：当子类类型可以替换其父类类型时，我们就称之为协变。这意味着子类对象可以被视为父类对象，并且可以在任何需要父类对象的地方使用。
逆变（Contravariance） ：当父类类型可以替换其子类类型时，我们就称之为逆变。这意味着父类对象可以被视为子类对象，并且可以在任何需要子类对象的地方使用。

Java中并不直接支持协变和逆变，但这并不意味着Java不支持这些概念。Java可以通过使用通配符来实现协变和逆变。

协变：Java可以通过使用上限通配符（<? extends T>）来实现协变。上限通配符表示该类型可以是T或T的任何子类。这意味着我们可以将子类对象存储在上限通配符类型的变量中，并且可以在任何需要父类对象的地方使用这些对象。

List<? extends Animal> animals = new ArrayList<Dog>();
animals.add(new Dog());
Animal animal = animals.get(0); // OK

逆变：Java可以通过使用下限通配符（<? super T>）来实现逆变。下限通配符表示该类型可以是T或T的任何父类。这意味着我们可以将父类对象存储在下限通配符类型的变量中，并且可以在任何需要子类对象的地方使用这些对象。

List<? super Dog> dogs = new ArrayList<Animal>();
dogs.add(new Animal()); // OK
Dog dog = dogs.get(0); // Error

kotlin支持协变和逆变，并且提供了更直接的方式来实现这些概念。

协变：kotlin可以通过使用out来实现协变。out关键字表示该类型可以是T或T的任何子类。这意味着我们可以将子类对象存储在out类型的变量中，并且可以在任何需要父类对象的地方使用这些对象。

val animals: List<out Animal> = listOf(Dog())
animals.add(Dog()) // Error
val animal: Animal = animals[0] // OK

逆变：kotlin可以通过使用in关键字来实现逆变。in关键字表示该类型可以是T或T的任何父类。这意味着我们可以将父类对象存储在in类型的变量中，并且可以在任何需要子类对象的地方使用这些对象。

val dogs: List<in Dog> = listOf(Animal())
dogs.add(Animal()) // OK
val dog: Dog = dogs[0] // Error

kotlin和Java在支持协变和逆变的方式上存在一些区别。

协变：kotlin和Java都支持协变，但kotlin提供了更直接的方式来实现协变。在kotlin中，我们可以使用out关键字来实现协变，而在Java中，我们需要使用上限通配符（<? extends T>）来实现协变。
逆变：kotlin和Java都支持逆变，但kotlin提供了更直接的方式来实现逆变。在kotlin中，我们可以使用in关键字来实现逆变，而在Java中，我们需要使用下限通配符（<? super T>）来实现逆变。