Warum sind Java-Arrays kovariant, während Generics invariant sind?

Kovarianz von Arrays vs. Invarianz von Generika

Arrays und Generika in Java weisen unterschiedliche Kovarianzverhalten auf, was Fragen zu ihren Designentscheidungen aufwirft. Während Arrays kovariant sind, sind Generika invariant, was bedeutet, dass Untertypbeziehungen nicht auf ihre Typparameter zutreffen.

Kovarianz von Arrays

In Java sind Arrays kovariant. Wenn X ein Untertyp von Y ist, ist X[] auch ein Untertyp von Y[]. Diese Kovarianz ermöglicht polymorphe Operationen auf Arrays unterschiedlicher Typen. Beispielsweise kann eine Methode, die ein Objekt[] akzeptiert, problemlos einen String[] akzeptieren.

Dieses kovariante Verhalten in Arrays ergibt sich aus ihrer grundlegenden Natur. Das Speichern von Werten eines bestimmten Typs in einem Array ändert nicht den intrinsischen Typ des Arrays selbst. Daher können Arrays Elemente verschiedener Subtypen enthalten.

Invarianz von Generics

Im Gegensatz zu Arrays sind Generics in Java invariant. Eine Liste ist kein Untertyp von List auch wenn wäre möglich, selbst wenn X und Y inkompatibel wären. Dies könnte die Integrität der Liste gefährden und zu Laufzeitfehlern führen.

Gründe für die Kovarianz von Arrays und die Invarianz von Generika

Die Entscheidung, Arrays kovariant zu machen, wurde vorangetrieben von die Notwendigkeit polymorpher Array-Operationen. Ohne Kovarianz wären nützliche Programme auf die Bearbeitung von Arrays spezifischer, unveränderlicher Typen beschränkt gewesen.

Im Gegensatz dazu gewährleistet die Invarianz von Generika die Typsicherheit, indem sie sicherstellt, dass Operationen an generischen Typen die angegebenen Typparameter respektieren. Dadurch werden versehentliche Zuweisungen inkompatibler Typen verhindert und die Zuverlässigkeit und Vorhersehbarkeit von generischem Code gewahrt.

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