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Java 中的協變、逆變和不變性是什麼?

Patricia Arquette
Patricia Arquette原創
2024-11-09 15:04:02658瀏覽

What are Covariance, Contravariance, and Invariance in Java, and How Do They Affect Type Transformations?

理解Java 中的協變、逆變和不變性

簡介

協變、逆變、和不變性是物件導向程式設計中的基本概念,特別是在Java 中。它們定義類型和子類型之間的關係如何受到類型轉換的影響。

定義協變、逆變和不變

在型別轉換的脈絡中,協變、逆變,不變性決定子型別關係是否被保留。讓我們考慮一個型別轉換 f,它採用型別 A 並將其轉換為型別 f(A)。如果:

  • 協變: 對於類型 A 和 B,使得 A ≤ B(A 是 B 的子類型),f(A) ≤ f(B)。
  • 逆變: 對於類型 A 和 B,使得 A ≤ B,f(B) ≤ f(A)。
  • 不變: 既不是協方差也不是逆變適用。

Java 中的範例

讓我們考慮一些Java 中的範例:

  • 協方差:
  • 協方差: 🎜 > 使用ArrayList,如果List;是List 的子類型,則List 是是 List 的子型別;因為Java中的陣列是協變的。
  • 逆變:使用Comparator,如果Comparator;是Comparator 的子類型,則Comparator 是是Comparator 的子類型;因為它遵循逆變語義。

不變性:使用泛型,List;不是 List 的子類型,反之亦然,使得 Java 中的泛型不變。

  • Java 中的意義
  • 賦值: 只允許協變或不變型態的賦值。
  • 方法呼叫: 參數必須是協變或不變的,回傳型別必須是協變或不變的重寫方法。

重寫: 在 Java 中重寫方法時,參數型別必須是逆變或不變的,回傳型別必須是協變或不變的。但是,Java 1.5 及更高版本中允許協變返回類型。

結論理解協變、逆變和不變對於在 Java 中安全操作類型至關重要。這些概念確保類型一致性並防止賦值、方法呼叫和方法重寫期間出現意外行為。透過掌握其基本原則,開發人員可以有效地設計和實現健壯且可維護的程式碼。

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