Java-Arrays: Kovariante oder Invariante?

Kovarianz in Arrays vs. Invarianz in Generika

Im Bereich der Java-Programmierung ist das Verständnis der Unterscheidung zwischen Kovarianz in Arrays und Invarianz in Generika von entscheidender Bedeutung. Arrays in Java weisen Kovarianz auf, während Generika invariant sind.

Kovarianz in Arrays

Kovarianz im Kontext von Arrays bedeutet, dass, wenn X ein Subtyp von Y ist, dies auch für X[] gilt ein Untertyp von Y[]. Betrachten Sie beispielsweise den Fall von Zeichenfolgen, bei denen es sich um Untertypen von Objekten handelt. Folglich wird String[] zu einem Subtyp von Object[].

Invarianz in Generics

Im Gegensatz dazu sind Generics invariant, was bedeutet, dass unabhängig davon, ob X ein Subtyp von Y ist, List. Dieses Konzept gewährleistet Typsicherheit und verhindert unerwartetes Verhalten.

Ursprünge der Kovarianz in Arrays

Die Entwurfsentscheidung, Arrays in Java kovariant zu machen, resultierte aus dem Fehlen von Generika in frühen Versionen der Sprache. Zu dieser Zeit ermöglichte die Zulassung von Kovarianz die Erstellung polymorpher Programme, die verschiedene Arten von Arrays einheitlich verarbeiten konnten. Beispiele hierfür sind Funktionen zum Mischen von Arrays oder zum Vergleichen von Elementen.

Überlegungen zu Generika

Bei der Einführung von Generika wurden sie absichtlich so konzipiert, dass sie invariant sind. Dies geschah, um die Typensicherheit aufrechtzuerhalten und mögliche Probleme zu verhindern, die durch unkontrolliertes Gießen entstehen könnten. Wie Jon Skeet erklärt, könnte die Zulassung von Kovarianz bei Generika zu Verwirrung und logischen Fehlern führen. Betrachten Sie das Beispiel einer List, die nicht als Untertyp von List behandelt werden sollte.

Wildcards und Kovarianz Lite

Während Generika von Natur aus invariant sind, ist die Verwendung von Wildcards nicht zulässig Bietet eine Möglichkeit, Kovarianz und Kontravarianz auf kontrollierte Weise auszudrücken. Platzhalter ermöglichen die Erstellung generischer Methoden, die einen Supertyp oder Subtyp eines angegebenen Typs akzeptieren oder zurückgeben können. Dieser Ansatz bietet Flexibilität bei gleichzeitiger Wahrung der Typsicherheit.

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