在之前的文章中我们简单的介绍过scala中的协变和逆变,我们使用+ 来表示协变类型;使用-表示逆变类型;非转化类型不需要添加标记。
假如我们定义一个class C[+A] {},这里A的类型参数是协变的,这就意味着在方法需要参数是C[AnyRef]的时候,我们可以是用C[String]来代替。
同样的道理如果我们定义一个class C[-A] {},这里A的类型是逆变的,这就意味着在方法需要参数是C[String]的时候,我们可以用C[AnyRef]来代替。
注意:变异标记只有在类型声明中的类型参数里才有意义,对参数化的方法没有意义,因为该标记影响的是子类继承行为,而方法没有子类。例如List.map 方法的简化签名:
sealed abstract class List[+A] ... { // 忽略了混入的trait ... def map[B](f: A => B): List[B] = {...} ... }
@H_403_32@函数的参数和返回值
现在我们讨论scala中函数参数的一个非常重要的结论:函数的参数必须是逆变的,而返回值必须是协变的
为什么呢?
接下来我们考虑scala内置的带一个参数的函数类型Function1,其简化的定义如下:
trait Function1[-T1,+R] extends AnyRef { self => /** Apply the body of this function to the argument. * @return the result of function application. */ def apply(v1: T1): R ... override def toString() = "<function1>" }
@H_403_32@我们知道类似 A=>B 的形式在scala中是可以自动被转换为Function1的形式。
scala> var f: Int=>Int = i=>i+1 f: Int => Int = <function1>
@H_403_32@实际上其会被转换成为如下的形式:
val f: Int => Int = new Function1[Int,Int] { def apply(i: Int): Int = i + 1 }
@H_403_32@假如我们定义了三个class 如下:
class CSuper { def msuper() = println("CSuper") } class C extends CSuper { def m() = println("C") } class CSub extends C { def msub() = println("CSub") }
@H_403_32@我们可以定义如下几个f:
var f: C => C = (c: C) => new C // ➋ f = (c: CSuper) => new CSub // ➌ f = (c: CSuper) => new C // ➍ f = (c: C) => new CSub // ➎ f = (c: CSub) => new CSuper // ➏ 编译错误!
@H_403_32@根据Function1[-T1,+R]的定义,2-5可以通过编译,而6会编译失败。
怎么理解6呢? 这里我们要区分两个概念,函数的定义类型和函数的运行类型。
这里f的定义类型是 C=>C。 当f = (c: CSub) => new CSuper时,它的实际apply方法就是:
def apply(i: CSub): CSuper = new CSuper
@H_403_32@CSub=>CSuper就是f的运行类型。
在apply中可以能调用到CSub特有的方法,例如:msub(),而返回的CSuper又缺少了C中的方法 m()。
如果用户在调用该f的时候,还是按照定义的类型传入C,并且期待返回的值是C时候,就会发生错误。 因为实际的类型是按照传入CSub和返回CSuper来定义的。
如果实际的函数类型为(x:CSuper)=> Csub,该函数不仅可以接受任何C 类值作为参数,也可以处理C 的父类型的实例,或其父类型的其他子类型的实例(如果存在的话)。所以,由于只传入C 的实例,我们永远不会传入超出f 允许范围外的参数。从某种意义上说,f 比我们需要的更加“宽容”。
同样,当它只返回Csub 时,这也是安全的。因为调用方可以处理C 的实例,所以也一定可以处理CSub 的实例。在这个意义上说,f 比我们需要的更加“严格”。
如果函数的参数使用了协变,返回值使用了逆变则会编译失败:
scala> trait MyFunction2[+T1,+T2,-R] { | def apply(v1:T1,v2:T2): R = ??? | } <console>:37: error: contravariant type R occurs in covariant position in type (v1: T1,v2: T2)R of method apply def apply(v1:T1,v2:T2): R = ??? ^ <console>:37: error: covariant type T1 occurs in contravariant position in type T1 of value v1 def apply(v1:T1,v2:T2): R = ??? ^ <console>:37: error: covariant type T2 occurs in contravariant position in type T2 of value v2 def apply(v1:T1,v2:T2): R = ??? ^
@H_403_32@可变类型的变异
上面我们讲的情况下,class的参数化类型是不可变的,如果class的参数类型是可变的话,会是什么样的情况呢?
scala> class ContainerPlus[+A](var value: A) <console>:34: error: covariant type A occurs in contravariant position in type A of value value_= class ContainerPlus[+A](var value: A) ^ scala> class ContainerMinus[-A](var value: A) <console>:34: error: contravariant type A occurs in covariant position in type => A of method value class ContainerMinus[-A](var value: A)
@H_403_32@通过上面的例子,我们也可以得到一个结论,可变参数化类型是不能变异的。
假如可变参数是协变的ContainerPlus[+A],那么对于:
val cp: ContainerPlus[C]=new ContainerPlus(new CSub)
@H_403_32@定义的类型是C,但是运行时类型是CSub,如果需要对类型变量重新赋值时就会遇到将C赋值给CSub的情况,会出现编译错误。
如果可变参数是逆变的ContainerPlus[-A],那么对于:
val cm: ContainerMinus[C] = new ContainerMinus(new CSuper)
@H_403_32@定义的类型是C,但是运行时类型是CSuper,那么对于期望的返回类型是C,但是实际返回类型是CSuper,也会发生错误。
所以可变参数化类型是不能变异的。
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