什么是逆变与协变
协变(Covariance)
如果B是A的子类，并且F(B)也是F(A)的子类，那么F即为协变
逆变(Contravariance)
如果B是A的子类，并且F(B)成了F(A)的父类，那么F即为逆变
Java中的逆变与协变
Java中的泛型有逆变和协变两种操作，定义如下：
协变
<? extends A>
B是A的子类，那么List< B >是List<? extends A>的子类
逆变
<? supper A>
B是Ａ的子类，那么List< B >是List<? super A>的父类
Java中逆变与协变的约束
Java的协变逆变及其约束，都是出于对多态的应用。为了后续说明方便，这里先定义一系列的父子类
class Fruit {
public String returnMeat() {
return "generic fruit meat";
}
}
class Apple extends Fruit {
@Override
public String returnMeat() {
return "apple meat";
}
}
class GreenApple extends Apple {
@Override
public String returnMeat() {
return "green apple meat";
}
}
多态
Java是支持多态的。如果一个方法的参数接收的是A类型，那么将其子类型作为参数，调用该方法，依然可行。
例如eatFruitMeat方法就能体现多态特性
@Test
public void test1() {
eatFruitMeat(new Fruit());//输出eat generic fruit meat
eatFruitMeat(new Apple());//输出eat apple meat
eatFruitMeat(new GreenApple());//输出eat green apple meat
}
public void eatFruitMeat(Fruit fruit) {
System.out.println("eat "+fruit.returnMeat());
}
协变约束
协变方法支持对传入参数的读操作，但不支持修改操作。如下：
@Test
public void test1() {
List<GreenApple> greenApples = Lists.newArrayList(new GreenApple());
List<Fruit> fruits = Lists.newArrayList(new Fruit());
List<Apple> apples = Lists.newArrayList(new Apple());
eatFruitMeats(greenApples);
eatFruitMeats(fruits);//编译错误1
eatFruitMeats(apples);
}
public void eatFruitMeats(List<? extends Apple> fruits) {
fruits.forEach(fruit->System.out.println("eat "+fruit.returnMeat()));
fruits.add(new Apple());//编译错误2
fruits.add(new Fruit());//编译错误3
fruits.add(new Object());//编译错误4
}
- 编译错误1: eatFruitMeats方法接受的List<? extends Apple>的子类，显然List< Fruit >不是其子类
- 编译错误2,3,4: eatFruitMeats方法在被调用前，并不知道最终调用方，传递进来的具体是哪一个子类？有可能是List< Apple >，也有可能是List< GreenApple >，所以贸然向其中添加任何对象，都是可能出错，比如你不能把一个Apple对象放进List< GreenApple >。为了防止这些可能的错误，编译器提前进行了约束限制。
逆变约束
逆变主要在写的场景，即只能向逆变容器中添加，下界类型本身或其子类
@Test
public void test1() {
List<Fruit> fruits = Lists.newArrayList();
List<Apple> apples = Lists.newArrayList();
List<GreenApple> greenAppleLists = Lists.newArrayList();
collectFruits(fruits);
collectFruits(apples);
collectFruits(greenAppleLists);//编译错误1
}
public void collectFruits(List<? super Apple> fruits) {
fruits.add(new Fruit());//编译错误2
fruits.add(new Apple());
fruits.add(new GreenApple());
}
- 编译错误1: 由于是逆变，所以List< GreenApple > 是List<? super Apple>的父类。所以不能将greenAppleLists 作为参数调用collectFruits方法，因为不满足Java方法参数的多态性要求，即只能传本类或子类的要求
- 编译错误2: 如果调用方传递的是List< Apple >，那往其中添加父类Fruit对象，在运行时肯定会报错，为了避免这种情况，编译器提前报错。
总结
Java泛型支持协变和逆变，具体在使用时，会有一些约束。这些约束，需要从Java语言的特性，比如多态性，以及运行时安全性去理解。
简单总结协变、逆变参数的方法调用特点如下：
协变参数
- 只接受自己的子类。协变的父子关系，同类原本的父子关系一致。如GreenApple是Apple的子类，List< GreenApple >是List<? extends Apple>的子类
- 对写有约束，只能用于读
逆变参数
- 只接受自己的子类。逆变的父子关系，同类原本父子关系相反。如GreenApple是Apple的子类，List< GreenApple >是List<? super Apple>的父类
- 只能写入下界的子类，本例中，只能向List中写入Apple及Apple的子类
参考链接
https://medium.com/@sinisalouc/variance-in-java-and-scala-63af925d21dc
