OOP中的逆变和协变

逆变和协变在存在于强类型语言中，虽然很少提及，但是里面蕴含了面向对象的世界观。感谢和我一起讨论这个问题的人。

这里用了C#、Scala的语法作为示例，其实逆变和协变的概念跟语言本身关系不大，事实也是如此。

一、定义

逆变的参数可以由指定的类型的子类型代替，协变的参数可以由指定类型的父类型代替。

Scala中的逆变声明：Function[-A,+B] ;其中泛型-A为逆变类型，在实例化时，可以使用A类型或者A类的子类型。

二、协变与逆变的用途不同

1.语义

Scala中，函数的原型之一包含Function1[-A,+B]，表示一个A类型的输入，B类型的输出（返回），替换的语法为A=>B

这个函数的定义就好像说，我需要类A帮我做一些事情，处理完之后给你一个B。而A可以完成的工作，其子类也应该能够完成，这正是里氏替换原则——父类出现的地方都可以用子类代替。逆变强调功能——“能做什么”。

顺便看下协变，输出为协变，表示我会给你你个B对象，如果B是肉，我当然可以说给了你食物，而食物是肉的父类，恰好是协变。如果使用逆变则说不通。协变强调类型——“是什么”。

2.刀和肉的例子

类型：食品<-肉<-牛肉。武器<-刀<-牛肉刀。（<-表示继承关系：父类<-子类）

情景：继续拿Function1做示例，如果Function1需要一把刀，会生产出肉。大致为Function(A)：B普通刀（刀类）会生产出普通肉（肉类），牛肉刀会生产出牛肉。

问题：A的类型？B的类型？如何确定

A的类型可以为刀和牛肉刀，因为牛肉刀也是刀。甚至说刀的子类都能够满足条件——都有刀的功能。从继承来讲刀的子类都是刀。

所以A的类型应该为逆变——-刀（刀和子类）

因为做出的是肉，所以B类型肯定包含肉，但不确定是牛肉。所以我们可以设定返回为肉类型。

对于这个情景，我们对FunctionX的最终定义为：FunctionX(-刀)：肉

没有协变？

我们没有看到协变，实际上在C#和Scala中，我们设定一个食品类型  来接收FunctionX的返回值也不会报错。因为所有的返回类型在语言中都被声明为协变了，也就是说实际的定义是FunctionX(-刀)：+肉。这么做的原因是：如果我返回了一个肉，那么这个肉一定是食品，我总能用返回类型的父类型代替返回的对象。这种行为也是多态一方面的体现——在运行时改变了引用的实际类型。我认为，这是编译层面上的协变。

三、C#中的例子

ICompareable<in T>强调“可比较”这一功能，是逆变。

IEnumerable<out T>强调的是“可数的”类型，是协变。拿List<T>说明，List<肉>表示“我放了肉在列表里面”，也可以说"我放了食物在列表里面"，即可以使用List<食品>代替。但是不能说“我放了牛肉在列表里面”，所以用List<牛肉>代替是不对的。