Kotlin 的協變和反變

泛型需要補充的地方

Kotlin 的泛型（generic）非常好用

我們可以在撰寫函數時

先不定義參數的型別

使用時才定義

class Box<T>(t: T) { var content = t }

val box = Box(1)  
val box2 = Box(1.0)  
println(box.content::class.simpleName) // Int
println(box2.content::class.simpleName) // Double

不過有的情境下

泛型定義會有不夠充分的地方

需要加上其他的方式補充

協變（Covariance）

假設我們定義

interface Box<T> {  
    fun setBoxContent(content: T)  
    fun getBoxContent(): T  
}

利用 Box 介面我們嘗試定義以下函數

fun demo(box: Box<Int>) {  
    val bigBox: Box<Number> = box  
}

這段程式會無法通過編譯

因為 Number 是 Int 的父類別（parent class）

如果我們後續呼叫

bigBox.setContent(1.0)

嘗試將 Double 寫入 Box<Int>

就會導致出錯

在 Kotlin 內，我們可以透過將泛型宣告成 out T

並移除包含參數輸入的 setContent()

來避免這個問題

interface Box<out T> {  
    fun getBoxContent(): T  
}  
  
  
fun demo(box: Box<Int>) {  
    val bigBox: Box<Number> = box
}

這樣的宣告方式保留了子類型（subtype）轉換成父類型的作法

允許子類型（Box<Int>）可以放入父類型（Box<Number>）裡面

反變（Contravariance）

假設我們定義

interface Box<T> {  
    fun setBoxContent(content: T)  
    fun getBoxContent(): T  
}

利用 Box 介面我們嘗試定義以下函數

fun demo(box: Box<Number>) {  
    val bigBox: Box<Int> = box  
}

這段程式一樣會無法通過編譯

因為如果我們後續呼叫

bigBox.getBoxContent()

我們可能會拿到某個繼承 Number 類別的物件

但是不一定會拿到 Box<Int> 呼叫 getBoxContent()

預期拿到的 Int

在 Kotlin 內，我們可以透過將泛型宣告成 in T

並移除包含參數輸出的 getContent()

來避免這個問題

interface Box<in T> {
    fun setBoxContent(content: T)  
}  
  
  
fun demo(box: Box<Number>) {
    val bigBox: Box<Int> = box  
}

這樣的宣告方式

反轉了子類型（subtype）轉換成父類型的作法

變成是父類型（Box<Number>）可以放入子類型（Box<Int>）裡面了

實際應用

在 Kotlin 內 Comparable 介面的宣告為

public interface Comparable<in T> {
    public operator fun compareTo(other: T): Int
}

這樣的宣告允許以下寫法

fun demo(comparable: Comparable<Number>) {  
    val smallComparable: Comparable<Int> = comparable  
}

總結

out 關鍵字，用來定義參數僅能輸出

允許我們將比較「小」的型別（Box<Int>）

指派給比較「大」的型別（Box<Number>）

in 關鍵字，用來定義參數僅能輸入

允許我們將比較「大」的型別（Box<Number>）

指派給比較「小」的型別（Box<Int>）

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