Java逆变(Covariant)和协变(Contravariant)

1. 定义

逆变和协变描述的经过类型变换后的类型之间的关系。假如A和B表示类型，f表示类型变换，A ≤B表示A是B的子类型，那么

• 如果A ≤B，f(A) ≤f(B)，那么f是协变
• 如果A ≤B，f(B) ≤f(A)，那么f是逆变
• 如果两者都不是，那么f不变
  
  这里的子类型并非是面向对象中继承关系中的子类型，它更多的是描述两个类型之间的兼容性。

2. 实例：泛型

考虑一个例子，假如f(A) = List<A>，且List声明如下：

class List<T> { ... }

那么f是逆变，还是协变，又或者是不变？如果是协变意味着List<String>是List<Object>的子类型，如果是逆变意味着List<Object>是List<String>的子类型：

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

在Java中显然两者都不成立，所以说f是不变，且f表示泛型，即Java泛型是不变。

2. 实例：数组

再举个例子，假如f(A) = A[]， 那么f是逆变，还是协变，又或者是不变？如果是协变意味着String[]是Object[]的子类型，如果是逆变意味着Object[]是String[]的子类型：

Object[] objects = new String[1];

可以看出，在Java中数组是协变。