java - 协变结构因 Java 中的捕获错误而失败

Question

考虑以下 Java 类定义:

class Animal {}
class Lion extends Animal {}

当为 Animal 定义协变 Cage 时，我在 Java 中使用了这段代码:

class Cage<T extends Animal> {
void add(T animal) { System.out.println("Adding animal..."); }
}

但是下面的Java例子...

public static void main(String... args) {
    Cage<? extends Animal> animals = null;
    Cage<Lion> lions = null;
    animals = lions;         // Works!
    animals.add(new Lion()); // Error!
}

...编译失败并出现以下错误:

The method add(capture#2-of ? extends Animal) in the type Cage is not applicable to for the arguments (Lion)

这样做是因为在 animals = lions 之后可能会添加一个不同的类型，如 Tiger 并在运行时失败吗？

如果只有 Animal 的一个子类型，是否可以制定一个不会拒绝它的特殊(假设)规则？

(我知道我可以用 Animal 替换 add 的 T。)

Answer 1

在Java中:

Cage<? extends Animal> animals = null;

这是一个笼子，但你不知道它关的是什么动物。

animals = lions;         // Works!

好吧，你对笼中动物是什么样的没有意见，所以狮子没有违反任何期望。

animals.add(new Lion()); // Error!

你不知道什么是笼养动物。在这种特殊情况下，它恰好是狮子的笼子，你把狮子放进去，很好，但允许这样做的规则只允许将任何种类的动物放入任何笼子。这是完全不允许的。

在斯卡拉中:Cage[+T] :如果 B 扩展 A，那么 Cage[B] 应该被认为是 笼子[A]。

鉴于此，animals = lions 是允许的。

但是这个和java不一样，类型参数肯定是Animal，不是通配符？扩展动物。您可以将动物放在 Cage[Animal] 中，狮子是一种动物，因此您可以将狮子放在可能是 Cage[Bird] 的 Cage[Animal] 中。这很糟糕。

除了它实际上是不允许的(幸运的是)。你的代码不应该编译(如果它为你编译，你观察到一个编译器错误)。协变泛型参数不允许作为方法的参数出现。原因恰恰是允许它允许将狮子放入鸟笼中。它 T 在 Cage 的定义中以 +T 的形式出现，它不能作为方法 add 的参数出现。

所以这两种语言都不允许将狮子放在鸟笼中。

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关于您更新的问题。

这样做是因为否则可以添加一只老虎吗？

是的，这当然是原因，类型系统的意义在于让这成为不可能。这会导致联合国运行时错误吗？很有可能，它会在某个时候发生，但不会在您调用 add 的那一刻发生，因为在运行时不会检查泛型的实际类型(类型删除)。但是类型系统通常会拒绝所有它无法证明(某种)错误不会发生的程序，而不仅仅是它可以证明错误确实会发生的程序。

是否可以制定一个特殊的(假设的)规则，如果只有一种动物子类型，则不会拒绝它？

也许吧。请注意，您仍然有两种动物，即 Animal 和 Lion。所以重要的事实是 Lion 实例属于这两种类型。另一方面，Animal 实例不属于 Lion 类型。 animals.add(new Lion()) 可以被允许(笼子可以是任何动物的笼子，也可以是狮子的笼子，两者都可以)，但是 animals.add(new Animal( )) 不应该(因为动物可能只是狮子的笼子)。

但无论如何，这听起来是个很糟糕的主意。面向对象系统中的继承点是，稍后，在其他地方工作的其他人可以添加子类型，这不会导致正确的系统变得不正确。事实上，旧代码甚至不需要重新编译(也许你没有源代码)。有了这样的规则，那将不再是真的