scala - 为什么类型下限会改变方差位置？

Question

Scala Language Specification (Section 4.5 on Variance Annotations, p. 44) 说

类型参数的方差位置与方差位置相反
封闭类型参数子句的。

类型声明或类型参数下界的方差位置
与类型声明或参数的差异位置相反。

使用上面的第一点，很容易看出(至少在形式上)

trait Covariant[+A] {
  def problematic[B <: A](x : B)
}

产生错误信息

error: covariant type A occurs in contravariant position in type >: Nothing <: A of type B
       def problematic[B <: A](x : B)

使用第一点和第二点很容易看出

trait Contravariant[-A] {
  def problematic[B >: A](x : B)
}

产生错误信息

error: contravariant type A occurs in covariant position in type >: A <: Any of type B
             def problematic[B >: A](x : B)

正如我所提到的，很容易从形式上看出(即遵循方差注释的规则)为什么会发生这些错误。但是，我无法举出一个例子来说明这些限制的必要性。相比之下，很容易想出一些例子来说明为什么方法参数应该改变方差位置，参见例如 Checking Variance Annotations .

所以，我的问题如下:假设上面的两段代码是允许的，出现问题的例子是什么？这意味着，我正在寻找示例 similar to this one这说明了如果不使用上述两个规则可能会出现什么问题。我对涉及下限类型的例子特别感兴趣。

请注意对 Scala type bounds & variance 的回答留下这个特定的问题，而在 The "lower bound" will reverse the variance of a type, but why? 中给出的答案对我来说似乎错了。

编辑:我认为第一种情况可以按如下方式处理(改编上面引用的例子)。假设，以下是允许的

trait Queue[+T] {
  def head : T
  def tail :  Queue[T]
  def enqueue[U <: T](x : U) : Queue[T]
}

那么我们就可以实现

class QueueImplementation[+T] extends Queue[T] {
  /* ... implement Queue here ... */
}

class StrangeIntQueue extends QueueImplementation[Int] {
  override def enqueue[U <: Int](x : U) : Queue[Int] = {
    println(math.sqrt(x))
    super.enqueue(x)
  }
}

并将其用作

val x : Queue[Any] = new StrangeIntQueue
x.enqueue("abc")

这显然很麻烦。但是，我看不出如何适应它以表明“逆变类型参数+下限类型”的组合也有问题？

Answer 1

假设我们允许一个类有一个类型参数 [-T]以及该类的方法 [U >: T] ...

for come class hierarchy
Dog <: Mammal <: Animal

class Contra[-X](x: X){
  def problem[Y >: X](y: Y): Y = x // X<:Y so this would be valid
}

val cMammal:Contra[Mammal] = new Contra(new Mammal)

val a:Animal = cMammal problem new Animal // Animal >: Mammal, this is fine
val m:Mammal = cMammal problem new Mammal // Mammal >: Mammal, this is fine
val d:Mammal = cMammal problem new Dog    // (Dog upcasts to Mammal) >: Mammal, this is fine

val cDog:Contra[Dog] = cMammal // Valid assignment

val a:Animal = cDog problem new Animal // Animal >: Mammal, this is fine
val m:Mammal = cDog problem new Mammal // Mammal >: Mammal, this is fine
val d:Dog    = cDog problem new Dog    // AAAHHHHHHH!!!!!!

最后一行将键入检查， cDog problem new Dog实际上会返回 Mammal .这显然不是一件好事。幸运的是，类型系统实际上并没有让我们这样做。

Q.E.D.逆变类型参数 + 下类型界限不是混合的好主意。

我希望这个例子有帮助。