写在前面

• 和小伙伴分享一些 java 小知识点，主要围绕下面几点：
• 什么是 逆变(contravariant) & 协变(covariant) ?
• 数组 支持 协变&逆变 吗？
• 泛型 支持 协变&逆变 吗?
• 部分内容参考 《编写高质量代码(改善Java程序的151个建议)》
• 博文理解有误的地方小伙伴留言私信一起讨论

生活不能等待别人来安排，要自己去争取和奋斗；而不论其结果是喜是悲，但可以慰藉的是，你总不枉在这世界上活了一场。有了这样的认识，你就会珍重生活，而不会玩世不恭；同时，也会给人自身注入一种强大的内在力量。 —— 路遥 《 平凡的世界 》

关于 协变 与 逆变 到底是什么意思，其实很好理解，用一句话描述:(小伙伴们看到下面的话，会不会想到这不就是 多态 吗，哈，今天我们只看 协变和逆变 ，关于 多态 的一些内容，如 强制多态 ， 包含多态 ， 重载多态 等之后有机会和小伙伴们分享)

协变 即指 窄类型替换宽类型 ， 逆变 即 宽类型覆盖窄类型

这里的 窄类型 即 子类(派生类) ，这里的 宽类型 即 父类(基类,超类) ，那这里的 替换覆盖 又是什么意思,这里就要说到 OO(面相对象)六大设计 原则之一的 LSP(里氏代换原则 Liskov Substitution Principle) , 里氏代换原则 中说，任何 基类 可以出现的地方， 子类 一定可以出现。 LSP 是继承复用的基石，只有当 派生类 可以替换掉 基类 ，且软件单位的功能不受到影响时， 基类 才能真正被复用，而 派生类 也能够在 基类 的基础上增加 新的行为 。

我们来看一段代码

 package com.liruilong;

import java.util.Arrays;

/**
 * @Project_name: workspack
 * @Package: com.liruilong
 * @Description:
 * @Author: 1224965096@qq.com
 * @WeChat_Official_Accounts: 山河已无恙
 * @blog: 
 * @Date: 2022/2/11  1:18
 */public class CovariantDemo {

    public  static   void  main(String[] args) {
         NUmber  [] numbers = {1,1L,3d,2.0F};
        Arrays.stream(numbers).forEach(System.out::print);
    }
}

  

Number类是所有基本类型封装类的父类，同理基本类型封装类为Number类的子类，关于自动装箱和自动拆箱是java在JDK1.5的时候引入的新特性，我们这里不多讲，上面的代码可以正常编译，并且输出下面的内容，这里，数组里的基本类型装箱为封装类放到了堆中，这些封装类可以出现在Number类定义的数组中，说明子类可以替换了父类，即数组是满足协变的。

 113.02.0
Process finished with exit code 0
  

既然数组支持 协变 ，那么 逆变 呢？我们来看看

 package com.liruilong;

import java.util.Arrays;

/**
 * @Project_name: workspack
 * @Package: com.liruilong
 * @Description:
 * @Author: 1224965096@qq.com
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 * @blog: 
 * @Date: 2022/2/11  1:18
 */public class CovariantDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Number [] numbers = {new Object()};
        Arrays.stream(numbers).forEach(System.out::print);
    }
}

  

这里我们把数组元素换成 Object类 ，即所有类的父类，希望是可以通过 父类来覆盖代替子类 ，但是 直接编译报错 ，说明 数组 是 不支持直接逆变 的

 Error:(17, 30) java: 不兼容的类型:  java.lang .Object无法转换为java.lang.Number
  

数组不支持直接逆变，那么是否可以接见的实现逆变的,这里我么就要用到 多态 里的一种， 强制多态 ，即 强制类型转化 试试

 package com.liruilong;

import java.util.Arrays;

/**
 * @Project_name: workspack
 * @Package: com.liruilong
 * @Description:
 * @Author: 1224965096@qq.com
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 * @Date: 2022/2/11  1:18
 */public class CovariantDemo {
    class A {

    }
    class B  extends  A{
      
    }

    public static void main(String[] args) {
        A a = new CovariantDemo().new A();
        B [] bs = {(B) a};
        Arrays.stream(bs).forEach(System.out::print);
    }
}
  

类型转化报错 。说明对于 数组的逆变 来讲，是 不支持逆变 的，将父类强制转化为子类报类型转化异常，java并没有对这方面做限制。

  Exception  in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.liruilong.CovariantDemo$A cannot be cast to com.liruilong.CovariantDemo$B
 at com.liruilong.CovariantDemo.main(CovariantDemo.java:24)

Process finished with exit code 1
  

通过上面代码，我们可以知道数组支持协变，不支持逆变 ，那泛型呢？对于协变和逆变是否支持

泛型不支持协变也不支持逆变 ，即不能把一个 父类对象赋值给一个子类类型变量 ，相反也是同理。

下面我们看看代码

 package com.liruilong;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @Project_name: workspack
 * @Package: com.liruilong
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 * @Date: 2022/2/11  1:18
 */public class CovariantDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Number> ln = new ArrayList<Integer>();
    }
}
  

java 为了保证 运行期 的 安全性 ,必须保证 泛型参数类型 是 固定 的，所以它 不允许 一个 泛型参数 可以同时包含 两种类型 ，即使为 父子关系 也不行。所以直接 编译报错 ,即 泛型不支持协变也不支持逆变 .

 Error:(17, 27) java: 不兼容的类型: java.util.ArrayList<java.lang.Integer>无法转换为java.util.List<java.lang.Number>
  

但可以使用 通配符 (Wildcard)模拟协变逆变 ,通配符在编译期有效，在运行期必须为一个明确的类型

 package com.liruilong;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @Project_name: workspack
 * @Package: com.liruilong
 * @Description:
 * @Author: 1224965096@qq.com
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 * @Date: 2022/2/11  1:18
 */public class CovariantDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List< ? extends Number > list = new ArrayList<Integer>();
    }
}
  

即 Number 的子类型都可以为泛型类型参数，即允许 NUmber 所有的子类作为泛型参数类型，在运行期为一个具体的值. 编译没有报错

 
Process finished with exit code 0
  

逆变同样也是可以，即泛型可以通过 super 和 extends 来模拟实现协变和逆变，但是 本身是不存在协变和逆变 的，这里主要利用了泛型在编译器有效

 List< ? super Integer> li = new ArrayList<Number>();
  

关于协变逆变就和小伙伴分享到这里，嗯，还有协变逆变方法，这里要简单说明下

协变方法 : 即子类的方法返回值的类型比父类方法要窄，即该方法为协变方法，也称 多态,覆写,重写 。

 //子类的 do Stuff()方法返回值的类型比父类方法要窄，即该方法为协变方法，也称多态。
    class A{
        public  Number doStuff(){
            return 0;
        }
    }
    class B extends A{
        @Override
        public  Integer doStuff(){
            return 0;
        }
    }
  

逆变方法 ：子类的方法返回值的类型比父类方法宽，此时为逆变方法。虽然子类扩大了父类的输入返回参数，但是这里已经是 重载 了。

 //子类的doSutff方法返回值的类型比父类方法宽，此时为逆变方法，
    class C {
        public  Integer  doStuff(Integer i) {
            return 0;
        }
    }
    class D extends C {
        public Number doStuff(Number i) {
            return 0;
        }
    }