[TOC] ## 子類和子類型 子類是繼承的概念，如果B繼承A，則B就是A的子類。**如果需要使用類型A的變量時，可以使用類型B的變量來代替，則此時類型B就是A的子類型**。子類與子類型是不同的，類中變量的替換原則只適合于子類型關系。一般情況下，編程語言只考慮了子類關系，子類說明是一個新類繼承了父類，而**子類型則是強調了新類具有父類一樣的行為，這個行為不一定是繼承**。在本節我們將針對子類與子類型進行講解。 為了討論類型之間的關系，需要熟悉子類型這個術語。任何時候如果需要的是類型A 的值，你都能夠使用類型B 的值（當作A 的值） ， 類型B 就稱為類型A 的子類型。舉例來說， Int 是Number 的子類型，但Int 不是Str ing 的子類型。這個定義還表明了任何類型都可以被認為是它自己的子類型，如圖所示。  術語超類型是子類型的反義詞。如果A 是B 的子類型，那么B 就是A 的超類型。為什么一個類型是否是另一個的子類型這么重要？編譯器在每一次給變量賦值或者給函數傳遞實參的時候都要做這項檢查。參考下面這個例子。  只有值的類型是變量類型的子類型時，才允許變量存儲該值。例如，變量口的初始化器i 的類型Int 是變量的類型Number 的子類型，所以口的聲明是合法的。只有當表達式的類型是函數參數的類型的子類型時，才允許把該表達式傳給函數。這個例子中i 的類型Int 不是函數參數的類型String 的子類型，所以函數f 的調用會編譯失敗。 簡單的情況下，子類型和子類本質上意味著一樣的事物。例如， Int 類是Number 的子類，因此Int 類型是Nur由er 類型的子類型。如果一個類實現了一個接口，它的類型就是該接口類型的子類型： String 是CharSequence 的子類型。 可空類型提供了一個例子，說明子類型和子類不是同一個事物，如圖所示。  一個非空類型是它的可空版本的子類型，但它們都對應著同一個類。你始終能在可空類型的變量中存儲非空類型的值，但反過來卻不行（ null 不是非空類型的變量可以接收的值）: ``` val s: String = "abc" val t: String? = s//這次賦值是合法的，因為String是String?的子類型 ``` 當我們開始涉及泛型類型時，子類型和子類之間的差異顯得格外重要。前面一節的那個問題，把`List<String＞`類型的變量傳給期望`List <Any>`的函數是否安全，現在可以使用子類型化術語來重新組織： `List<String＞`是`List <Any>`的子類型嗎？你已經了解了為什么把`MutableList <String>`當成`MutableList<Any>`的子類型對待是不安全的。顯然，反過來也是不成立的：`MutableList<Any>`肯定不是`MutableList<String>`的子類型。 一個泛型類一一例如， MutableList 一一如果對于任意兩種類型A 和B，`MutableList<A>`既不是`MutableList<B>`的子類型也不是它的超類型，它就被稱為在該類型參數上是不變型的。Java中所有的類都是不變型的（盡管那些類具體的使用可以標記成可變型的，稍后你就會看到） 。 在前一節中，你見過一個這樣一個類， List ，對它來說，子類型化規則不一樣。Kotlin 中的List 接口表示的是只讀集合。如果A 是B 的子類型，那么`List <A>`就是`List<B>`的子類型。這樣的類或者接口被稱為協變的。 ### 繼承與子類型 * 如果B類是A類的子類，則B就是A的子類型。當新類的行為與父類完全一致，在任何使用父類的場合，新類都表現一致的行為，此時可以使用繼承。 接下來我們通過一個動物的案例來描述子類型。假如有兩個實體類，分別是Animal（動物）、Cat（貓），這兩個類為繼承關系，具體代碼如下所示。 ``` open class Animal { fun bathe() { println("洗澡...") } } class Cat : Animal() fun work(animal: Animal): Unit { animal.bathe() } fun main(args: Array<String>) { var cat = Cat() work(cat) } ``` 運行結果： ``` 洗澡… ``` 上述代碼中，創建了兩個類，分別是Animal類與Cat類，其中Cat類繼承Animal類，**Cat類是Animal類的子類**。在第12行代碼中可以看到，**調用work()方法時，該方法中需要傳遞的參數類型是Animal，實際傳遞到該方法中的參數類型是Cat類型。這段代碼不僅可以編譯通過，而且可以運行成功，這說明Cat類是Animal類的子類型**。 * 如果B類不是A類的子類型，則不可以代替A類做一些事情。接下來讓我們通過一個案例來看一下B類不是A類的子類型時的情況，具體代碼如下所示。 ``` fun output(number: Number): Unit { println(number) } fun main(args: Array<String>) { var i = 1 output(i) var str = "Hello" // output(str) // 編譯器會提示錯誤 } ``` 上述代碼中，output()方法中需要傳遞的是Number類型的數據，第6行中向output ()方法中傳遞了一個Int類型的變量i，編譯通過。第8行中向output()方法中傳遞了一個String類型的變量str，此時編譯器提示編譯錯誤。出現以上這些情況是**因為Int類型是Number類型的子類型，String類型不是Number類型的子類型**。 ### 接口與子類型 * 如果B類實現了接口A，則B類就是接口A的子類型，例如[String](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin/-string/index.html)類實現了CharSequence接口，String類就是接口CharSequence的子類型。 ~~~ class String?:?Comparable<String>, CharSequence interface CharSequence ~~~ 接下來我們通過一個案例來說明String類是接口CharSequence的子類型，具體代碼如下所示。 ``` fun export(str: CharSequence): Unit { println(str) } fun main(args: Array<String>) { val str:String= "Hello Kotlin" export(str) } ``` 運行結果： ``` Hello Kotlin ``` 上述代碼中，export ()方法中傳遞的參數類型是CharSequence，在第6行調用這個方法時，傳遞的參數是String類型的數據，編譯器沒有報錯，并且程序運行成功，這就說明**當一個類實現了一個接口，則這個類就是這個接口的子類型**。 ### 可空類型的子類型 **非空類型String是可空類型String?的子類型**。接下來我們通過一個案例來驗證一下這個結論，具體代碼如下所示。 ``` fun print(str: String?): Unit { println(str) } fun main(args: Array<String>) { var str1: String = "非空" var str2: String? = null print(str1) print(str2) } ``` 運行結果： ``` 非空 null ``` 上述代碼中，print()方法中需要傳遞可空參數，但是在main()方法中調用print()方法時，傳遞了非空參數和可空參數，編譯器沒有報錯并且程序可以運行成功。這就說明**String類型是String？類型的子類型**，也就是**非空類型是可空類型的子類型**。 如果將上述代碼中的print()方法中的參數類型String?改為String，其余代碼不變，則會在調用print()方法時報錯，這個錯誤提示是類型不匹配，這就說明了String?不是String的子類型，也就是**可空類型不是非空類型的子類型**。 >[success]**腳下留心：B是A的子類型，但Xxx＜B＞不是Xxx＜A＞的子類型** 如果B類是A類的子類型，但Xxx＜B＞不是Xxx＜A＞的子類型，這里的**Xxx表示的是任意一個類或者接口**，例如可以是List接口、PetShop類等。如果Cat類是Animal類的子類，但List＜Cat＞并不是List＜Animal＞的子類型，PetShop＜Cat＞也不是PetShop＜Animal＞的子類型。 接下來我們通過一個給寵物洗澡的案例來說明如果B類是A類的子類型，但**Xxx＜B＞不是Xxx＜A＞的子類型**。具體代碼如下所示。 ``` open class Animal { fun bathe() { println("開開心心地洗澡...") } } class Cat : Animal() //貓類 class PetShop<T : Animal>(var animals: List<T>)//寵物店類 //幫所有的寵物洗澡 fun batheAll(petShop: PetShop<Animal>) { for (animal: Animal in petShop.animals) { animal.bathe() //開始洗澡 } } fun main(args: Array<String>) { val cat1 = Cat() //第1只貓 val cat2 = Cat() //第2只貓 val animals = listOf<Cat>(cat1, cat2) //寵物裝入一個集合 val petShop=PetShop<Cat>(animals) //將寵物送到寵物店 // batheAll(petShop) 編譯器報錯 } ``` 上述代碼中，創建了一個Cat類繼承Animal類，從第18行代碼可以看出，Cat類可以代替Animal類，Cat類是Animal類的子類型，但是在第19行中，batheAll()方法中需要傳遞的是PetShop＜Animal＞類型的數據，實際傳遞的是PetShop＜Cat＞類型的數據，因此編譯器在編譯時就報錯了，提示“`Type mismatch: inferred type is PetShop<Cat> but PetShop<Animal> was expected`”，也就是“類型不匹配”，因此可以說明PetShop＜Cat＞不是PetShop＜Animal＞的子類型。即**B類是A類的子類型，但Xxx＜B＞不是Xxx＜A＞的子類型**。