scala类型系统：协变与逆变

对于一个带类型参数的类型，比如 

List[T]

，如果对

A

及其子类型

B

，满足 

List[B]

也符合 

List[A]

的子类型，那么就称为covariance(协变)，如果 

List[A]

是 

List[B]

的子类型，即与原来的父子关系正相反，则称为contravariance(逆变)

协变：

_____               _____________
|     |             |             |
|  A  |             |  List[ A ]  |
|_____|             |_____________|
^                       ^
|                       |
_____               _____________
|     |             |             |
|  B  |             |  List[ B ]  |
|_____|             |_____________|

逆变：

_____               _____________
|     |             |             |
|  A  |             |  List[ B ]  |
|_____|             |_____________|
^                       ^
|                       |
_____               _____________
|     |             |             |
|  B  |             |  List[ A ]  |
|_____|             |_____________|

如果一个类型支持协变或逆变，则称这个类型为variance(翻译为可变的或变型)，否则称为invariant(不可变的)

在Java里，泛型类型都是invariant，比如 

List<String>

 并不是 

List<Object>

 的子类型。Java并不支持声明点变型(declaration-site
variance，即在定义一个类型时声明它为可变型，也称definition-site)，而scala支持，可以在定义类型时声明(用加号表示为协变，减号表示逆变)，如:

trait List[+T] // 在类型定义时(declaration-site)声明为协变

这样会把

List[String]

作为

List[Any]

的子类型。

不过Java支持使用点变型(use-site variance)，所谓“使用点“，也就是在声明变量时:

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

scala为了兼容java泛型通配符的形式，引入存在类型(existential type，后边再讲)时，也支持了使用点变型(use-site variance)

scala> val a : List[_ <: Any] = List[String]("A")
a: List[_] = List(A)

要注意variance并不会被继承，父类声明为variance，子类如果想要保持，仍需要声明:

scala> trait A[+T]

scala> class C[T] extends A[T]  // C是invariant的

scala> class X; class Y extends X;

scala> val t:C[X] = new C[Y]
<console>:11: error: type mismatch;
found   : C[Y]
required: C[X]
Note: Y <: X, but class C is invariant in type T.
You may wish to define T as +T instead. (SLS 4.5)

必须也对C声明为协变的才行：

scala> class C[+T] extends A[T]

scala> val t:C[X] = new C[Y]
t: C[X] = C@6a079142

对于协变与逆变的使用，参考《Effective Java》的PECS原则