09 Scala 协变/逆变/上下界

协变和逆变主要是用来解决参数化类型（Generic）的泛化问题。参数化类型的参数（类型参数）是可变的，当两个参数化类型的参数是继承关系（可泛化），那被参数化的类型在Java中不可泛化，而在Scala中可泛化（协变、逆变和非变）。

非变

trait Node[T] {}：当B是A的子类时，Node[B] 不是 Node[A] 的子类
协变

trait Node[+T] {}：当B是A的子类时，Node[B] 也是 Node[A] 的子类，Node[B] 可以泛化为Node[A]，参数化类型泛化方向和参数类型一致，故称为协变。
逆变

trait Node[-T] {}：当B是A的子类时，则相反Node[A]是Node[B}的子类，参数化类型的泛化方向与参数类型相反

scala中参数是逆变的或者不变的，返回值是协变的或者不变的：

class Animal
class Sheep extends Animal 
class Cowl extends Animal

参数不允许是协变的

class Herd[+T] (val value: ListBuffer[T]){
  def add(a: T) = value.append(a) 
}
add方法编译报错：covariant type T occurs in contravariant position

因为如果允许参数协变，会出现以下不严格的类型转换

val sheepHerd: Herd[Animal] = new Herd[Sheep]    //协变
val wolf: Animal = new Wolf
sheepHerd.add(wolf)  //!!! 在羊群中添加了一只狼

如果必须要在参数中使用协变类型，有以下两种方式

使用下边界，引入新的参数类型，将参数类型改为非协变类型

class Herd[+T] (val value: ListBuffer[T] = ListBuffer()){
  def add[U >: T] (a: U ) = {}
}

改为私有方法，避免被不正确访问导致类型转换问题

class Herd[+T] (val value: ListBuffer[T] = ListBuffer()){
   priavte(this) def add (a: T ) = {}
}

返回值不允许逆变

 class Herd[-T] (val value: ListBuffer[T] = ListBuffer()){
   def choseLeader = value.head
 }
 编译报错：contravariant type T occurs in covariant position

如果允许会出现以下不严格的类型转换：

val sheepHerd: Herd[Sheep] = new Herd[Animal]() //逆变
val sheep: Sheep = sheepHerd.choseLeader //!!! sheepHerd的类型实际是：Herd[Animal]，因此返回的不一定是Sheep

上边界 T <: A 声明类型T必须是A的子类

class Dog extends Pet {
  override def name: String = "Dog"
}

class PetContainer[P <: Pet](p: P) {
  def pet: P = p
}

下边界 B >: A 声明B必须是A的父类