从底层实现剖析Kotlin协变与逆变的原理

继续还是探究协变与逆变，在正式开始之前，先来对Kotlin和Java的协变与逆变进行一个对比：

1、Kotlin是声明处协变；而在Java中是在使用处协变：

如何理解，我们先来回顾一下在Java使用协变的写法：

很显然是在我们使用的时候进行协变的，而在Kotlin中：

2、Kotlin中的out关键字叫做variance annotation，因为它是在类型参数声明处所指定的，因此我们称之为声明处协变（declaration-site variance）；而对Java来说则是使用处协变（use-site variance），其中类型通配符使得类型协变成为可能。

另外需要注意：对于Java的这个泛型声明不要跟协变搞混了，如下：

它跟Java的使用处协变是完全不同的概念，使用协变一定是<? extends xxxx>。

好，接一来再来以一个完整的例子进一步巩固Kotlin的协变、逆变、不变的知识点，如下：

接下来定义逆变：

接下来还有一种不变情况，也就是该泛型会被作为参数的输入和输出类型，如下：

其中咱们如果对这个不变进行调整，就能真切感爱到协变与逆变的使用场景了：

如果是声明成协变，则只能读，如果声明成逆变，则只能写。

好，继续，接下来再定义三个类：

接下来则定义协变类：

package com.kotlin.test2
 
/**
 * 如果泛型类只是将泛型类型作为其方法的输出类型，那么我们就可以使用out
 *
 * produce = output = out
 */
interface Producer<out T> {
 
    fun produce(): T
 
}
 
/**
 * 如果泛型类只是将泛型类型作为其方法的输入类型，那么我们就可以使用in
 *
 * consumer = intput = in
 */
interface Consumer<in T> {
 
    fun consumer(item: T)
 
}
 
/**
 * 如果泛型类同时将泛型类型作为其方法的输入类型与输出类型，那么我们就不能使用out与in来修饰泛型
 */
interface ProducerConsumer<T> {
    fun produce(): T
 
    fun consumer(item: T)
}
 
open class Fruit
 
open class Apple: Fruit()
 
class ApplePear: Apple()
 
class FruitProducer: Producer<Fruit> {
    override fun produce(): Fruit {
        println("Produce Fruit")
 
        return Fruit()
    }
 
}
 
class AppleProducer: Producer<Apple> {
    override fun produce(): Apple {
        println("Produce Apple")
 
        return Apple()
    }
 
}
 
class ApplePearProducer: Producer<ApplePear> {
    override fun produce(): ApplePear {
        println("Produce ApplePear")
 
        return ApplePear()
    }
 
}

下面来使用一下：

下面来理解一下标红的代码，每一句比较好理解，因为是Fruit类型：

接下来解决第二句，第二句理解了，第三句也就理解了，它返回的类型是Apple：

我们可以调用一下producer2.produce()方法，看一下返回值：

本来返回的是Fruit类型，而我们在里面返回的真正类型是Apple类型：

根据多态，这种返回肯定是没任何问题。 如果我们修改成这样就不行了：

接下来再来使用逆变：

package com.kotlin.test2
 
/**
 * 如果泛型类只是将泛型类型作为其方法的输出类型，那么我们就可以使用out
 *
 * produce = output = out
 */
interface Producer<out T> {
 
    fun produce(): T
 
}
 
/**
 * 如果泛型类只是将泛型类型作为其方法的输入类型，那么我们就可以使用in
 *
 * consumer = intput = in
 */
interface Consumer<in T> {
 
    fun consume(item: T)
 
}
 
/**
 * 如果泛型类同时将泛型类型作为其方法的输入类型与输出类型，那么我们就不能使用out与in来修饰泛型
 */
interface ProducerConsumer<T> {
    fun produce(): T
 
    fun consume(item: T)
}
 
open class Fruit
 
open class Apple: Fruit()
 
class ApplePear: Apple()
 
class FruitProducer: Producer<Fruit> {
    override fun produce(): Fruit {
        println("Produce Fruit")
 
        return Fruit()
    }
 
}
 
class AppleProducer: Producer<Apple> {
    override fun produce(): Apple {
        println("Produce Apple")
 
        return Apple()
    }
 
}
 
class ApplePearProducer: Producer<ApplePear> {
    override fun produce(): ApplePear {
        println("Produce ApplePear")
 
        return ApplePear()
    }
 
}
 
fun main(args: Array<String>) {
    //对于"out"泛型来说，我们可以将子类型对象赋给父类型引用
    var producer1: Producer<Fruit> = FruitProducer()
    var producer2: Producer<Fruit> = AppleProducer()
    var producer3: Producer<Fruit> = ApplePearProducer()
}
 
class Human: Consumer<Fruit> {
    override fun consume(item: Fruit) {
        println("Consume Fruit")
    }
 
}
 
class Man: Consumer<Apple> {
    override fun consume(item: Apple) {
        println("Consume Apple")
    }
 
}
 
class Boy: Consumer<ApplePear> {
    override fun consume(item: ApplePear) {
        println("Consume ApplePear")
    }
 
}

接下来则来使用一下：

好，接下来理解一下：

当我们调用consumer1.consume()方法时，本应该是要传ApplePear类型：

但是真实需要的类型是Fruit类型，如下：

这不还是多态的应用么，一个子类对象赋值给父类对象嘛，所以，协变和逆变的根源其实就是多态在起着关键作用。所以至此咱们对于协变与逆变的了解又更加深入了，这个概念是非常之重要的，了解透了之后对于学习像scala这样的语言关于这些概念就很轻松了。