# 协变和逆变的概念及示例
## 协变(Covariance)
协变允许使用子类型的实例代替泛型类型的实例。例如,如果 `Dog` 是 `Animal` 的子类,那么 `List<Dog>` 可以被视为 `List<Animal>` 的一个特化版本。
### 示例
假设我们有一个函数,它接受一个 `List<Animal>` 并打印出每个动物的名字:
```kotlin
fun printAnimalNames(animals: List<Animal>) {
animals.forEach { println(it.name) }
}
如果某人有一个 List<Dog>
并想使用这个函数,协变使得这成为可能:
val dogs: List<Dog> = listOf(Dog("Buddy"), Dog("Max"))
printAnimalNames(dogs) // 正确使用,因为 List<Dog> 是 List<Animal> 的协变
图解
List<Animal>
^
|
List<Dog> <-- 协变关系
逆变(Contravariance)
逆变允许使用超类型的实例代替泛型类型的实例。例如,如果 Dog
是 Animal
的子类,那么 List<Animal>
可以被视为 List<Dog>
的一个泛化版本。
示例
假设我们有一个函数,它接受一个 List<Dog>
并为每只狗洗澡:
fun batheDogs(dogs: List<Dog>) {
dogs.forEach { it.bathe() }
}
如果某人有一个 List<Animal>
并想使用这个函数,逆变在这里是不适用的:
val animals: List<Animal> = listOf(Dog(), Cat())
batheDogs(animals as List<Dog>) // 错误:不能直接转换,因为不满足逆变
图解
List<Dog>
^
|
List<Animal> <-- 逆变关系(不直接支持)
星号投影(Star Projection)
星号投影允许我们忽略泛型的具体类型,它是一种特殊的协变形式。这在你需要操作泛型集合,但不需要关心其具体类型时非常有用。
示例
假设我们有一个函数,它接受任何类型的 List<*>
并打印出元素的数量:
fun printListSize(list: List<*>) {
println("The list has ${list.size} elements")
}
无论是 List<Dog>
、List<Animal>
还是任何其他类型的列表,都可以传递给这个函数:
val dogs: List<Dog> = listOf(Dog(), Dog())
val animals: List<Animal> = listOf(Dog(), Cat())
printListSize(dogs) // 正确使用
printListSize(animals) // 也正确使用
图解
List<*>
星号投影允许我们以一种类型安全的方式处理未知类型的集合。
结论
协变和逆变提供了一种机制,使得泛型类型可以更加灵活地使用。协变允许我们使用更具体的类型作为参数,而逆变允许我们使用更一般的类型作为参数。然而,逆变需要谨慎使用,以避免违反类型安全。星号投影提供了一种折衷方案,允许我们在不需要具体类型信息时操作集合。