Java의 Kotlin 공분산과 반공분산에 대해 이야기해 보겠습니다.

Java 기본 튜토리얼칼럼에서는 오늘 Kotlin의 공분산과 반공분산을 소개합니다.

서문

Kotlin과 Java의 공분산과 반공분산을 더 잘 이해하기 위해 먼저 몇 가지 기본 지식을 살펴보겠습니다.

일반 할당

Java에서 공통 할당문은 다음과 같습니다.

A a = b;复制代码

대입문이 충족해야 하는 조건은 다음과 같습니다. 왼쪽이 오른쪽의 상위 클래스이거나 오른쪽과 동일한 유형입니다. 옆. 즉, A 유형은 Object o = new String("s"); 와 같이 B 유형보다 "더 커야" 합니다. 이하에서는 편의상 A> Object o = new String("s"); 。为了方便起见，下文中称作 A > B。

除了上述最常见的赋值语句，还有两种其他的赋值语句：

函数参数的赋值

public void fun(A a) {}// 调用处赋值B b = new B();
fun(b);复制代码

在调用 fun(b) 方法时，会将传入的 B b 实参赋值给形参 A a，即 A a = b 的形式。同样的，必须要满足形参类型大于实参，即 A > B。

函数返回值的赋值

public A fun() {
    B b = new B();    return b;
} 
复制代码

函数返回值类型接收实际返回类型的值，实际返回类型 B b 相当于赋值给了函数返回值类型 A a，即 B b 赋值给了 A a, 即 A a = b，那么必须满足 A > B 的类型关系。

所以，无论哪种赋值，都必须满足左边类型 > 右边类型，即 A > B。

Java 中的协变与逆变

有了前面的基础知识，就可以方便地解释协变与逆变了。

如果类 A > 类 B，经过一个变化 trans 后得到的 trans(A) 与 trans(B) 依旧满足 trans(A) > trans(B)，那么称为协变。

逆变则刚好相反，如果类 A > 类 B，经过一个变化 trans 后得到的 trans(A) 与 trans(B) 满足 trans(B) > trans(A)，称为逆变。

比如大家都知道 Java 的数组是协变的，假如 A > B，那么有 A[] > B[]，所以 B[] 可以赋值给 A[]。举个例子：

Integer[] nums = new Integer[]{};
Object[] o = nums; // 可以赋值，因为数组的协变特性所以由 Object > Integer 得到 Object[] > Integer[]复制代码

但是 Java 的泛型则不满足协变，如下：

List<Integer> l = new ArrayList<>();
List<Object> o = l;// 这里会报错，不能编译复制代码

上述代码报错，就是因为，虽然 Object > Integer，但是由于泛型不满足协变，所以 List<Object> > List<Integer> 是不满足的，既然不满足左边大于右边这个条件，从前言中我们知道，自然就不能将 List<Integer> 赋值给 List<Object>。一般称 Java 泛型不支持型变。

Java 中泛型如何实现协变与逆变

从前面我们知道，在 Java 中泛型是不支持型变的，但是这会产生一个让人很奇怪的疑惑，也是很多讲泛型的文章中提到的：

如果 B 是 A 的子类，那么 List 就应该是 List 的子类呀！这是一个非常自然而然的想法！

但是很抱歉，由于种种原因，Java 并不支持。但是，Java 并不是完全抹杀了泛型的型变特性，Java 提供了 和 使泛型拥有协变和逆变的特性。

与

称为上界通配符， 称为下界通配符。使用上界通配符可以使泛型协变，而使用下界通配符可以使泛型逆变。

比如之前举的例子

List<Integer> l = new ArrayList<>();
List<Object> o = l;// 这里会报错，不能编译复制代码

如果使用上界通配符，

List<Integer> l = new ArrayList<>();
List<? extends Object> o = l;// 可以通过编译复制代码

这样，List 的类型就大于 List<Integer> 的类型了，也就实现了协变。这也就是所谓的“子类的泛型是泛型的子类”。

同样，下界通配符 可以实现逆变，如：

public List<? super Integer> fun(){
    List<Object> l = new ArrayList<>();    return l;
}复制代码

上述代码怎么就实现逆变了呢？首先，Object > Integer；另外，从前言我们知道，函数返回值类型必须大于实际返回值类型，在这里就是 List<? super Integer> > List<Object>

위에 언급된 가장 일반적인 할당 문 외에도 두 가지 다른 할당 문이 있습니다:

함수 매개 변수 할당

public class Container<T> {    private T item;    public void set(T t) { 
        item = t;
    }    public T get() {        return item;
    }
}复制代码

🎜fun(b) 메서드를 호출할 때, 전달된 실제 매개변수 B b 는 형식 매개변수 A a 에, 즉 A a = b 형식으로 할당됩니다. 마찬가지로 형식 매개변수 유형은 실제 매개변수보다 커야 합니다. 즉, A > B입니다. 🎜

함수 반환값 지정🎜

Container<Object> c = new Container<String>(); // (1)编译报错Container<? extends Object> c = new Container<String>(); // (2)编译通过c.set("sss"); // (3)编译报错Object o = c.get();// (4)编译通过复制代码

🎜함수 반환값 형식은 실제 반환값 형식의 값을 받습니다. B b 실제 반환값 형식은 함수 반환값 형식을 지정하는 것과 동일합니다. A a, 즉 B b 가 A a, 즉 A a = b에 할당되면 A > B의 유형 관계가 충족되어야 합니다. 🎜🎜그러므로 어떤 종류의 과제라도 left type > right type, 즉 A > B를 만족해야 합니다. 🎜

Java의 공분산과 반공변성🎜🎜이전의 기본 지식으로 공분산과 반공변성을 쉽게 설명할 수 있습니다. 🎜🎜클래스 A > 클래스 B, trans 변경 후에도 얻은 trans(A) 및 trans(B)가 여전히 trans(A) > trans(B)를 만족하는 경우 공변성이라고 합니다. . 🎜🎜역변동은 정반대인 경우, 변경 trans(A)와 trans(B)는 trans(B) > trans(A)를 만족합니다. 역변화. 🎜🎜예를 들어, Java 배열이 공변적이라는 것은 누구나 알고 있습니다. A > B이면 A[] > B[]가 A[]에 할당될 수 있습니다. 예: 🎜

Container<String> c = new Container<Object>(); // (1)编译报错Container<? super String> c = new Container<Object>(); // (2)编译通过
 c.set("sss");// (3) 编译通过
 String s = c.get();// (4) 编译报错复制代码

🎜그러나 Java의 제네릭은 다음과 같이 공분산을 충족하지 않습니다. 🎜

public class Container<T> {    private T item;    public void set(T t) { 
        item = t;
    }    public T get() {        return item;
    }
}复制代码

🎜위 코드는 Object > Integer임에도 불구하고 제네릭이 공분산을 충족하지 않기 때문에 오류를 보고합니다. 따라서 List > List<Integer>는 왼쪽이 오른쪽보다 크다는 조건을 만족하지 않으므로 당연히 List<Integer>를 할당할 수 없다는 것을 서문에서 알 수 있습니다. 목록< 일반적으로 Java 제네릭은 유형 변형을 지원하지 않는다고 합니다. 🎜

Java에서 제네릭으로 공분산과 반공분산을 구현하는 방법🎜🎜앞서 우리는 Java의 제네릭이 유형 변형을 지원하지 않는다는 것을 알고 있지만 이로 인해 사람들이 혼란스러워지는 문제가 발생합니다. . 제네릭에 관한 많은 기사에서도 언급되는 매우 이상한 의심입니다. 🎜🎜B가 A의 하위 클래스라면 List는 List의 하위 클래스여야 합니다! 이것은 매우 자연스러운 생각입니다! 🎜🎜하지만 안타깝게도 Java에서는 여러 가지 이유로 이를 지원하지 않습니다. 그러나 Java는 제네릭의 가변 특성을 완전히 제거하지 않습니다. Java는 제네릭이 공분산 및 반공분산 특성을 갖도록 를 제공합니다. 🎜

🎜🎜는 상한 와일드카드라고 하며,

// Javainterface Source<T> {
  T nextT(); // 只有生产者方法}// Javavoid demo(Source<String> strs) {
  Source<Object> objects = strs; // ！！！在 Java 中不允许，要使用上界通配符 <? extends Object>
  // ……}复制代码

로그인 후 복사

🎜상한 와일드카드를 사용하면 🎜

class Container<out T> { // (1)
    private  var item: T? = null 
        
    fun get(): T? = item
}

val c: Container<Any> = Container<String>()// （2）编译通过，因为 T 是一个 out-参数复制代码

🎜이렇게 하면 List 유형이 List<Integer>보다 커집니다. 공분산. 이것이 바로 "제네릭의 서브클래스는 제네릭의 서브클래스이다"라는 것입니다. 🎜🎜마찬가지로, 하한 와일드카드 문자 는 다음과 같이 반전을 달성할 수 있습니다. 🎜

class Container<in T> { // (1) 
    private  var item: T? = null 
     fun set(t: T) {
        item = t
    }
}val c: Container<String> = Container<Any>() // (2) 编译通过,因为 T 是一个 in-参数复制代码

🎜위 코드는 어떻게 반전을 달성할 수 있나요? 우선, Object > Integer; 또한 함수 반환 값 유형이 실제 반환 값 유형보다 커야 한다는 것을 서문에서 알 수 있습니다. 여기서는 List<super Integer> >입니다. ; List<Object>, Object > 즉, 제네릭 변경 후에는 Object와 Integer 간의 유형 관계가 역전되는데, 이것이 반공변성을 구현하는 것은 하한 와일드카드 입니다. 🎜🎜위에서 볼 수 있듯이 의 상한은 T입니다. 이는 일반적으로 에서 참조되는 유형이 모두 T 또는 T 자체라는 것을 의미합니다. 보다 크다. 의 하한은 T입니다. 즉, 일반적으로 가 참조하는 유형은 T 또는 T 자체입니다. 티. 🎜

虽然 Java 使用通配符解决了泛型的协变与逆变的问题，但是由于很多讲到泛型的文章都晦涩难懂，曾经让我一度感慨这 tm 到底是什么玩意？直到我在 stackoverflow 上发现了通俗易懂的解释(是的，前文大部分内容都来自于 stackoverflow 中大神的解释)，才终于了然。其实只要抓住赋值语句左边类型必须大于右边类型这个关键点一切就都很好懂了。

PECS

PECS 准则即 Producer Extends Consumer Super，生产者使用上界通配符，消费者使用下界通配符。直接看这句话可能会让人很疑惑，所以我们追本溯源来看看为什么会有这句话。

首先，我们写一个简单的泛型类：

public class Container<T> {    private T item;    public void set(T t) { 
        item = t;
    }    public T get() {        return item;
    }
}复制代码

然后写出如下代码：

Container<Object> c = new Container<String>(); // (1)编译报错Container<? extends Object> c = new Container<String>(); // (2)编译通过c.set("sss"); // (3)编译报错Object o = c.get();// (4)编译通过复制代码

代码 (1)，Container<Object> c = new Container<String>(); 编译报错，因为泛型是不型变的，所以 Container 并不是 Container