Java 协变 returns

Question

在 java 中，为什么当非协变 return 类型产生编译时错误时，协变 return 类型是可接受的。当然，如果 JVM 可以处理协变 return 类型，那么它也可以处理非协变 return 类型。我假设当 java 看到一个具有协变 return 的重写方法时，它只应用与调用对象关联的方法。为什么非协变 return 类型不能发生同样的情况。我的猜测是，这与违反 superclass' 方法合同的条款有关，当然，如果允许这样做，那么 sub class（覆盖）方法的行为不是很可预测（因为 return 类型不一致）？

举个例子（假设 DogFood 是 Food 的子class，但 CatFood 不是 Food 的子class）：

动物class

public class Animal {

public Food seekFood() {

    return new Food();
}
}

狗class

public class Dog extends Animal {

public DogFood seekFood() { //This is OK since its a covariant

    return new DogFood();
}
}

猫class

    public class Cat extends Animal {

public CatFood seekFood() { // This won't compile. Catfood is not covariant

    return new CatFood();
}
}

Answer 1

如果两个方法具有相同的签名（方法名称和参数类型），编译器将无法决定选择调用哪个方法。如果两个方法具有相同的名称，但不同的参数类型和不同的 return 类型 - 它们具有不同的签名，然后编译器可以选择调用哪一个。

更新： javac 将协变方法编译为其基础 class 方法，当您调用它时，基础 class 方法委托调用 subclass 方法。由于它们 return 不同的类型，因此无法进行类型转换。感谢 A. Sundararajan's Weblog ，这个过程可以用一个代码片段非常清楚地解释：

class CircleFactory extends ShapeFactory {
    public Circle newShape() {
       // your code from the source file
       return new Circle();
    }

    // javac generated method in the .class file
    public Shape newShape() {
       // call the other newShape method here -- invokevirtual newShape:()LCircle;
    } 
}

Answer 2

class A {
    Ra f(Pa x) { ... }
}

class B extends A {
    @Override
    Rb f(Pb x) { ... }
}

继承规则决定co-variant/contra-variant行为：

类型 T 的值只能分配给类型 T 或 parent 类型的变量。

方法调用意味着将其实际方法参数 (1) 分配给局部参数 (2)，并将结果值 (1) 分配给要使用的某个位置 (2)。

现在，如果编译器遇到实际上可以是 B 的 A object，那么 B.f 就是一个有效的覆盖：

Pb可能只有Pa或者a时才有效 parent class (contra-variant);

因为你B.f至少能接收到Pa值
Rb 可能只有当它是 Ra 或 a child class (co-variant);
时才有效
因为 B.f 必须 return 可以分配给 Ra 的东西。

这使得 child class 更严格、更具体。

在手头的案例中，当 DogFood 是 child 食物时，Cat 可能会 return DogFood。所以任何动物的食物确实是食物，即使动物实际上是猫。

Java 协变 returns

Java Co-variant returns

java

return-type

covariant