协变和逆变

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2025年06月29日

泛型 #

泛型的作用是能对不同的类型抽离相同的逻辑，写成模板类和方法，以此减少重复代码。

但是，我们知道在Java和Kotlin中的泛型只在编译期间生效，运行时都是Object。

在一般的使用场景中是没有问题的，像是这样：

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class Animal{}

class Dog extends Animal{}

class Cat extends Animal{}

List<Animal> animals = new ArrayList();
animals.add(new Dog());
animals.add(new Cat());

因为类型是相同的，一切都没有问题。

Java是面向对象的语言，因此ArrayList是可以赋值给List的，那List能不能接收List和List的实例呢？

答案是不能，还是以为泛型擦除。试想一下，加入可以赋值，等到取元素的时候怎么知道是什么类型的呢？类型是Dog？有没有Cat类型的呢？这就很麻烦。

Java和Kotlin又是怎么解决的呢？就是协变和逆变。

协变 #

当像下面这样声明时就可以赋值了。

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List<Dog> dogs = new ArrayList();
dogs.add(new Dog());

List<? extends Animal> animals = dogs

Dog换成Cat也是一样的，这时候是允许将Animal的子类放进去的，因为能保证放进去一定是Animal类型的。

这就是协变。

逆变 #

如果我想向动物的合集中添加Cat。

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class Pekingese extends Dog{}

void addDog(List<? super Dog> dogs){
  dogs.add(new Dog());
}

List<Dog> dogs = new ArrayList();
addDog(dogs);
List<Animal> animals = new ArrayList();
addDog(animals);
List<Cat> cats = new ArrayList();
// addDog(cats);编译不过
List<Pekingese> pekingeses = new ArrayList();
// addDog(cats);编译不过

只允许某一个类的超类添加进去，这就是逆变了。

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