协方差，不变性和逆变性用简单的英语解释？

今天，我读了一些关于Java中的协变，逆变（和变化）的文章。 我阅读了英文和德文维基百科文章以及IBM的其他一些博文和文章。

但是我对这些究竟是关于什么还是有点困惑？ 有人说这是关于types和子types之间的关系，有人说这是关于types转换，有人说它是用来决定一个方法是否被覆盖或重载。

所以我在简单的英语中寻找一个简单的解释，这表明一个初学者是什么协变和逆变（和不变性）。 加点为一个简单的例子。

Answer 1

有人说这是关于types和子types之间的关系，另一种说是关于types转换，另一些则说是用来决定一个方法是否被覆盖或重载。

以上所有。

从本质上讲，这些术语描述了子types关系如何受到types转换的影响。 也就是说，如果A和B是types， f是types转换，并且≤子types关系（即A ≤ B意味着A是B的子types），我们有

• 如果A ≤ B意味着f(A) ≤ f(B) f是协变的，
• 如果A≤B意味着f(B) ≤ f(A) f是逆变的，
• 如果两者都不成立， f是不变的

我们来看一个例子。 设f(A) = List<A> ，其中List是由…声明的

 class List<T> { ... } 

是协变的，逆变的还是不变的？ 协变将意味着List<String>是List<Object>一个子types，与List<Object> List<String>是List<String>的子types是互逆的，并且既不是另一个的子types，即List<String>和List<Object>是不可转换的types。 在Java中，后者是真实的，我们说（有点非正式） generics是不变的。

另一个例子。 令f（A）= A[] 。 是协变的，逆变的还是不变的？ 也就是说，String []是Object []的子types，Object []是String []的子types，还是既不是另一个的子types？ （答：在Java中，数组是协变的）

这还是比较抽象的。 为了更具体一些，让我们来看看Java中的哪些操作是以子types关系来定义的。 最简单的例子是分配。 该声明

 x = y; 

只有在typeof（y）≤typeof（x）时才会编译。 也就是说，我们刚才了解到这一点

 ArrayList<String> strings = new ArrayList<Object>(); ArrayList<Object> objects = new ArrayList<String>(); 

不会在Java中编译，但是

 Object[] objects = new String[1]; 

将。

子types关系很重要的另一个例子是方法调用expression式：

 result = method(a); 

非正式的说，这个语句通过赋值给方法的第一个参数，然后执行方法的主体，然后赋值方法返回结果来评估。 就像最后一个例子中的简单赋值一样，“右手边”必须是“左手边”的子types，即这个语句只有在typeof（a）≤typeof（参数（method））和returntype方法）≤typeof（结果）。 也就是说，如果方法被声明为：

 Number[] method(ArrayList<Number> list) { ... } 

下面的expression式都不会被编译：

 Integer[] result = method(new ArrayList<Integer>()); Number[] result = method(new ArrayList<Integer>()); Object[] result = method(new ArrayList<Object>()); 

但

 Number[] result = method(new ArrayList<Number>()); Object[] result = method(new ArrayList<Number>()); 

将。

分类问题的另一个例子是压倒一切。 考虑：

 Super sup = new Sub(); Number n = sup.method(1); 

哪里

 class Super { Number method(Number n) { ... } } class Sub extends Super { @Override Number method(Number n); } 

非正式地，运行时将重写这个：

 class Super { Number method(Number n) { if (this instanceof Sub) { return ((Sub) this).method(n); // * } else { ... } } } 

对于要编译的标记行，重写方法的方法参数必须是重写方法的方法参数的超types，返回types是重写方法的子types。 从forms上讲，f（A）=参数types（方法如declaredin（A））至less必须是逆变的，如果f（A）=返回types（方法如声明的（A））至less是协变的。

注意上面的“至less”。 这些是最低要求，任何合理的静态types安全的面向对象的编程语言将执行，但编程语言可能会select更严格。 在Java 1.4的情况下，当覆盖方法时，参数types和方法返回types必须是相同的（除了types擦除），即参数types（method asdeclaredin（A））= parametertype（methoddeclaredin（B））。 从Java 1.5开始，重写时允许使用协变返回types，即下面的代码将在Java 1.5中编译，而不是在Java 1.4中编译：

 class Collection { Iterator iterator() { ... } } class List extends Collection { @Override ListIterator iterator() { ... } } 

我希望我能覆盖所有的东西，或者说，抓住表面。 不过，我希望这将有助于理解抽象的，但是types方差的重要概念。

Answer 2

取javatypes的系统，然后类：

任何一个typesT的任何对象都可以用T的子types的对象代替。

types方差 – 类方法有以下后果

 class A { public S f(U u) { ... } } class B extends A { @Override public T f(V v) { ... } } B b = new B(); t = bf(v); A a = ...; // Might have type B s = af(u); // and then do V v = u; 

可以看出，

• T必须是S型（ 协变的，因为B是A的亚型 ）。
• V必须是U的超types（ 逆变 ，如逆向inheritance方向）。

现在把B作为A的子types是合作的和相反的。以下更强的types可以引入更具体的知识。 在子types中。

协方差（可用Java）很有用，可以说在子types中返回更具体的结果。 特别是当A = T和B = S时看到。 反变换说你准备处理一个更一般的论点。