[TOC] ## 協變與逆變 類或者接口上的泛型參數可以添加out或者in關鍵字。 對于泛型類型參數， * **out關鍵字**用于指定該類型參數是**協變Covariant**； * **in關鍵字**用于指定該類型參數是**逆變Contravariance**。 協變與逆變其實是C#語言4.0以后新增的高級特性， * **協變是將父類變為具體子類，協變類型作為消費者，只能讀取不能寫入**， * **逆變是將子類變為具體父類，逆變作為生產者，只能寫入不能讀取**。 Kotlin語言在1.0版本時就將其引入到語法體系中來了。本節我們將對協變與逆變進行詳細講解。 ### 協變 在上一小節中的腳下留心中講到，B類是A類的子類型，默認情況下Xxx＜B＞不是Xxx＜A＞的子類型。但是**通過out關鍵字可以使Xxx＜B＞是Xxx＜A＞的子類型，這樣的操作叫作協變**。 接下來我們稍微修改上面的代碼來通過out關鍵字可以讓Xxx＜B＞是Xxx＜A＞的子類型。修改后的代碼如下所示。 ``` 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<out 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 } ``` 運行結果： ``` 開開心心地洗澡… 開開心心地洗澡… ``` 上述代碼中，雖然Cat是Animal的子類型，但是`PetShop＜Cat＞`不是`PetShop＜Animal＞`的子類型，在第19行代碼中調用batheAll()方法后程序正常運行，并不會像之前示例中的代碼出現類型不匹配的編譯問題，這是因為**在batheAll()方法的參數中添加了一個out關鍵字，這個關鍵字可以幫助泛型參數`＜Animal＞`支持協變（將父類變為具體子類）**。 >[info] **總結** out關鍵字使用的幾種情況 （1）out關鍵字**只能出現在泛型類或者泛型接口的泛型參數聲明上**，不能出現在泛型方法的泛型參數聲明上。 （2）out關鍵字修飾泛型類或者泛型接口的泛型參數時會**支持協變**的 ### 逆變 根據上面章節中的腳下留心的內容可知，如果A是B的子類型，默認情況下Xxx＜A＞不是Xxx＜B＞的子類型，通過out關鍵字使Xxx＜A＞變成Xxx＜B＞的子類型時，這樣的變化叫作協變。與out關鍵字對應的是in關鍵字，in關鍵字與out關鍵字有相反的功能，可以使Xxx＜A＞不是Xxx＜B＞的子類型，這樣的變化叫作逆變。 接下來我們通過一個案例來驗證in關鍵字使泛型參數支持逆變，具體代碼如下所示。 ``` open class Animal class Cat : Animal() {} class Dog : Animal() {} //定義寵物店類 class PetShop<in T> { fun feed(animal: T) { if (animal is Cat) { println("喂食小貓...") } else if (animal is Dog) { println("喂食小狗...") } } } //定義喂貓的方法 fun feedCat(petShop: PetShop<Cat>): Unit { petShop.feed(Cat()) } fun main(args: Array<String>) { feedCat(PetShop<Animal>()) } ``` 運行結果： ``` 喂食小貓… ``` 上述代碼中，feedCat()方法中需要傳遞的參數類型是`PetShop＜Cat＞`，在第19行調用這個方法時，傳遞的是`PetShop＜Animal＞`類型的參數，程序沒報錯并且運行成功。根據代碼可知Cat是Animal的子類型，根據運行結果可知PetShop＜Animal＞是PetShop＜Cat＞子類型，這是由于在第5行代碼中PetShop＜in T＞泛型參數上使用了in關鍵字，**in關鍵字使泛型參數產生了逆變（將子類變為具體父類）**。 >[info]總結 in關鍵字使用的幾種情況 （1）in關鍵字**可以出現在泛型類或者泛型接口的泛型參數聲明**上，**不能出現在泛型方法的泛型參數聲明上**。 （2）in關鍵字修飾泛型類或者泛型接口中的泛型參數時會**支持逆變**。 （3）**泛型參數T在使用了in關鍵字之后，不能聲明成val或者var類型的變量**。 ### 點變型（聲明點變型和使用點變型） 前幾個小節中說到的out、in關鍵字都是出現在類或者接口中的泛型參數聲明的時候，這樣做確實比較方便，因為它們的作用范圍比較廣，可以應用到所有類被使用的地方。這種**把out、in關鍵字放在泛型參數聲明處的情況被稱為聲明點變型**。需要注意的是，**如果泛型參數中使用了var類型變量，則此處無法使用out、in關鍵字，也就不能聲明點變型**。 **除了在類或接口中定義泛型參數時使用out、in關鍵字之外，還可以在泛型參數出現的具體位置使用out、in關鍵字**，這種變型被稱為**使用點變型**。接下來我們通過一個案例來解釋使用點變型。具體代碼如下所示。 ``` open class Fruit(val name: String) open class Mammal(val name: String) class Banana : Fruit("香蕉") class Pear : Fruit("梨子") class Lion : Mammal("獅子") class Tiger : Mammal("老虎") class Forest<T>(var content: T) //打印Box中的Fruit的name fun printFruit(forest: Forest<out Fruit>) { println(forest.content.name) } //打印Box中的Animal的name fun printMammal(forest: Forest<out Mammal>) { println(forest.content.name) } fun main(args: Array<String>) { val bananaForest = Forest<Banana>(Banana()) val pearForest = Forest<Pear>(Pear()) val lionForest = Forest<Lion>(Lion()) val tigerForest = Forest<Tiger>(Tiger()) printFruit(bananaForest) printFruit(pearForest) printMammal(lionForest) printMammal(tigerForest) } ``` 運行結果： ``` 香蕉 梨子 獅子 老虎 ``` 上述代碼中，在第7行代碼中定義泛型Forest時，沒有使用關鍵字out、in。由于在定義泛型Forest時，泛型參數中使用了var類型變量，因此也無法在此處使用out、in關鍵字，也就沒有聲明點變型。 在上述代碼的**第8和12行中，在泛型參數出現的位置使用了out關鍵字，這個關鍵字使泛型參數進行了協變**。在printFruit()方法中傳遞的形參是`Forest＜out Fruit＞`類型，在第17和18行代碼中向該方法中傳遞的是`Forest＜Banana＞`、`Forest＜Pear＞`類型，由于這兩種類型都是`Forest＜out Fruit＞`的子類型，因此傳遞這兩個類型都是可行的。同樣，由于`Forest＜Lion＞`、`Forest＜Tiger＞`都是`Forest＜out Mammal＞`子類型，因此在printMammal()方法中傳遞這兩個泛型類型的參數也是可以的。