为什么数组是协变的，而泛型是不变的？

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为什么数组是协变的，而泛型是不变的？

这是来自Joshua Bloch的《Effective Java》一书中的内容，

  1. 数组与泛型在两个重要的方面存在差异。首先，数组是协变的。而泛型是不变的。
  2. 协变就是如果X是Y的子类型，那么X[]也将是Y[]的子类型。数组是协变的。由于String是Object的子类型，因此

    String[]是Object[]的子类型

    不变意味着无论X是否是Y的子类型，

     List will not be subType of List.

我的问题是为什么要在Java中将数组协变？还有其他的SO帖子，如<ahref=\"https://stackoverflow.com/questions/6684493/why-are-arrays-invariant-but-lists-covariant\">为什么数组是不变的，但列表是协变的？，但它们似乎聚焦于Scala而我无法理解。

admin 更改状态以发布 2023年5月21日
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原因是每个数组在运行时都知道它的元素类型，而通用集合没有因为类型擦除而不知道。

例如:

String[] strings = new String[2];
Object[] objects = strings;  // valid, String[] is Object[]
objects[0] = 12; // error, would cause java.lang.ArrayStoreException: java.lang.Integer during runtime

如果通用集合允许这样:

List strings = new ArrayList();
List objects = strings;  // let's say it is valid
objects.add(12);  // invalid, Integer should not be put into List but there is no information during runtime to catch this




但是，当有人尝试访问列表时，这会引起问题:




String first = strings.get(0); // would cause ClassCastException, trying to assign 12 to String




									
				

									

			
			
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来自维基百科：




早期的Java和C#没有包括范型（即参数多态性）。


在这样的情况下，使数组不变会规定出有用的多态程序。例如，考虑编写一个对数组进行打乱的函数，或一个使用Object.equals方法检测两个数组是否相等的函数。实现不依赖于存储在数组中的确切元素类型，因此应该能够编写一个可以在所有类型的数组上工作的单个函数。容易实现类型形式的函数




boolean equalArrays (Object[] a1, Object[] a2);
void shuffleArray(Object[] a);





但是，如果将数组类型视为不变，则仅能在完全类型Object[]的数组上调用这些函数，例如不能打乱字符串的数组。


因此，Java和C#都以协变方式处理数组类型。例如，在C＃中，string[]是object[]的子类型，在Java中，String[]是Object[]的子类型。




这回答了“为什么数组是协变的？”的问题，或者更准确地说，“为什么当时把数组设为协变的？”


当范型引入时，它们故意不被设为协变，因为在Jon Skeet的这个答案中指出的原因：




不，List不是一个List。考虑一下你可以对List做什么——你可以添加任何动物到其中……包括一只猫。现在，你逻辑上可以将一只猫添加到一窝小狗中吗？绝对不行。




// Illegal code - because otherwise life would be Bad
List dogs = new List();
List animals = dogs; // Awooga awooga
animals.add(new Cat());
Dog dog = dogs.get(0); // This should be safe, right?





突然间，你有一只非常困惑的猫。




描述在维基百科文章中原使得数组协变的动机并不适用于范型，因为通配符使得表达协变性（和逆变性）成为可能，例如：




boolean equalLists(List l1, List l2);
void shuffleList(List l);




									

				

									

			

			
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