在之前的文章中我們簡單的介紹過scala中的協變和逆變,我們使用+ 來表示協變類型;使用-表示逆變類型;非轉化類型不需要添加標記。
假如我們定義一個class C[+A] {} ,這里A的類型參數是協變的,這就意味着在方法需要參數是C[AnyRef]的時候,我們可以是用C[String]來代替。
同樣的道理如果我們定義一個class C[-A] {}, 這里A的類型是逆變的,這就意味着在方法需要參數是C[String]的時候,我們可以用C[AnyRef]來代替。
注意:變異標記只有在類型聲明中的類型參數里才有意義,對參數化的方法沒有意義,因為該標記影響的是子類繼承行為,而方法沒有子類。例如List.map 方法的簡化簽名:
sealed abstract class List[+A] ... { // 忽略了混入的trait
...
def map[B](f: A => B): List[B] = {...}
...
}
這里方法map的類型參數B是不能使用變異標記的,如果你修改其變異標記,則會返回編譯錯誤。
函數的參數和返回值
現在我們討論scala中函數參數的一個非常重要的結論:函數的參數必須是逆變的,而返回值必須是協變的
為什么呢?
接下來我們考慮scala內置的帶一個參數的函數類型Function1,其簡化的定義如下:
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>"
}
我們知道類似 A=>B 的形式在scala中是可以自動被轉換為Function1的形式。
scala> var f: Int=>Int = i=>i+1
f: Int => Int = <function1>
實際上其會被轉換成為如下的形式:
val f: Int => Int = new Function1[Int,Int] {
def apply(i: Int): Int = i + 1
}
假如我們定義了三個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") }
我們可以定義如下幾個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 編譯錯誤!
根據Function1[-T1, +R]的定義,2-5可以通過編譯,而6會編譯失敗。
怎么理解6呢? 這里我們要區分兩個概念,函數的定義類型和函數的運行類型。
這里f的定義類型是 C=>C。 當f = (c: CSub) => new CSuper時,它的實際apply方法就是:
def apply(i: CSub): CSuper = new CSuper
CSub=>CSuper就是f的運行類型。
在apply中可以能調用到CSub特有的方法,例如:msub(),而返回的CSuper又缺少了C中的方法 m()。
如果用戶在調用該f的時候,還是按照定義的類型傳入C,並且期待返回的值是C時候,就會發生錯誤。 因為實際的類型是按照傳入CSub和返回CSuper來定義的。
如果實際的函數類型為(x:CSuper)=> Csub,該函數不僅可以接受任何C 類值作為參數,也可以處理C 的父類型的實例,或其父類型的其他子類型的實例(如果存在的話)。所以,由於只傳入C 的實例,我們永遠不會傳入超出f 允許范圍外的參數。從某種意義上說,f 比我們需要的更加“寬容”。
同樣,當它只返回Csub 時,這也是安全的。因為調用方可以處理C 的實例,所以也一定可以處理CSub 的實例。在這個意義上說,f 比我們需要的更加“嚴格”。
如果函數的參數使用了協變,返回值使用了逆變則會編譯失敗:
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 = ???
^
可變類型的變異
上面我們講的情況下,class的參數化類型是不可變的,如果class的參數類型是可變的話,會是什么樣的情況呢?
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)
通過上面的例子,我們也可以得到一個結論,可變參數化類型是不能變異的。
假如可變參數是協變的ContainerPlus[+A],那么對於:
val cp: ContainerPlus[C]=new ContainerPlus(new CSub)
定義的類型是C,但是運行時類型是CSub,如果需要對類型變量重新賦值時就會遇到將C賦值給CSub的情況,會出現編譯錯誤。
如果可變參數是逆變的ContainerPlus[-A],那么對於:
val cm: ContainerMinus[C] = new ContainerMinus(new CSuper)
定義的類型是C,但是運行時類型是CSuper,那么對於期望的返回類型是C,但是實際返回類型是CSuper,也會發生錯誤。
所以可變參數化類型是不能變異的。
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