Question

我在Scala中使用集合，发现可变集合被定义为不变量，不可变集合被定义为协变。 Scala中方差与可变性/不变性之间的关系是什么？

class Array[T]

class List[+T]

Answer 1

我在SIA找到了一个简单的解释。以下是直接从那里。

可变对象需要不变当一个类型参数既不是协变也不是逆变时，它是不变的。所有Scala可变集合类都是不变的。一个例子可以解释为什么可变对象需要是不变的。因为ListBuffer是可变的，所以它被声明为不变，如下所示：

final class ListBuffer[A] ...{ ... }

因为它被声明为不变量，所以不能将ListBuffer从一种类型分配给另一种类型。以下代码将引发编译错误：

scala> val mxs: ListBuffer[String] = ListBuffer("pants")
 mxs: scala.collection.mutable.ListBuffer[String] =
          ListBuffer(pants)
scala> val everything: ListBuffer[Any] = mxs
<console>:6: error: type mismatch;
found   : scala.collection.mutable.ListBuffer[String]
required: scala.collection.mutable.ListBuffer[Any]
     val everything: ListBuffer[Any] = mxs

即使String是scala.Any的子类型，Scala仍然不允许您为所有内容分配mx。要理解为什么，假设ListBuffer是协变的，并且以下代码片段在没有任何编译问题的情况下工作：

scala> val mxs: ListBuffer[String] = ListBuffer("pants")
  mxs: scala.collection.mutable.ListBuffer[String] =
         ListBuffer(pants)
  scala> val everything: ListBuffer[Any] = mxs
  scala> everything += 1
  res4: everything.type = ListBuffer(1, pants)

你能发现问题吗？因为所有内容都是Any类型，所以可以将整数值存储到字符串集合中。这是一场等待发生的灾难。这正是Java数组发生的事情。为了避免这些问题，使可变对象不变是一个好主意。接下来的问题是在集合的不可变对象的情况下会发生什么。事实证明，对于不可变对象，协方差根本不是问题。如果将ListBuffer替换为不可变List，则可以使用List [String]的实例并将其分配给List [Any]而不会出现问题。

scala> val xs: List[String] = List("pants")
xs: List[String] = List(pants)
scala> val everything: List[Any] = xs
everything: List[Any] = List(pants)

这项任务安全的唯一原因是因为List是不可变的。您可以向xs List添加1，它将返回一个类型为Any的新列表。

scala> 1 :: xs
res5: List[Any] = List(1, pants)

同样，这种添加是安全的，因为cons（：:)方法总是返回一个新的List，其类型由List中的元素类型决定。唯一可以存储整数值和引用值的类型是scala.Any。在处理可变/不可变对象时，这是记住类型方差的重要属性。

理解逆变的最佳方法是查看缺席时出现的问题。尝试在以下Java代码示例中发现问题：

Object[] arr = new int[1];
arr[0] = "Hello, there!";

您最终将字符串分配给整数数组。 Java在运行时通过抛出ArrayStoreException来捕获此错误。 Scala通过强制参数类型为逆变或不变来在编译时停止这些错误。

希望这有帮助。

Answer 2

如果该类型参数仅出现在协变位置，则只能将类型标记为协变。通常，这意味着类/特征/对象具有返回变体类型的值的方法，但是没有具有变体类型的参数的方法。可变集合总是具有具有变体类型的参数的方法，例如， update。想象一下如果可以将Array声明为Array [+ T]：

会发生什么

val as = Array[String]("a string")

// this statement won't typecheck in actual Scala
val aa: Array[AnyRef] = as

aa(0) = ("I'm a string...", "but this tuple itself isn't!")

// Tuples don't have a substring method, so this would fail at run-time
// if the compiler allowed this code to compile.
as(0).substring(0)

Scala中方差与可变性/不变性之间的关系

2 个答案: