为什么参数位于逆变位置？

Question

我正在尝试在trait内使用协变类型参数来构造一个类似于case-class的结构，代码如下：

trait MyTrait[+T] {
  private case class MyClass(c: T)
}

编译器提示：

error: covariant type T occurs in contravariant position in type T of value c

我尝试了以下方法，但仍然无法解决问题：

trait MyTrait[+T] {
  private case class MyClass[U <: T](c: U)
}

这次的错误是：

error: covariant type T occurs in contravariant position in type >: Nothing <: T of type U

有谁能解释一下这里为什么T处于协变位置，并提供一个解决问题的方法吗？谢谢！

- lapislazuli

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你能解释一下你真正想做什么吗？为什么你想要T是协变而不是不变的？ - Daniel Martin

Answer 1

这是面向对象编程的一个基本特性，但往往没有得到足够的重视。

假设你有一个集合C[+T]。这里的+T表示如果U <: T，那么C[U] <: C[T]。很好理解。但什么是子类呢？它意味着每个方法都应该可用于原始类。因此，假设你有一个方法m(t: T)。这意味着你可以拿任何t并对其进行操作。但是C[U]只能对U进行操作，而这可能不是T的全部！所以你立即就否认了C[U]是C[T]的子类的说法。它不是。有些事情你可以用C[T]做，但你不能用C[U]做。

那么，如何解决这个问题呢？

一种选择是使类不变（去掉+）。另一种选择是如果你需要一个方法参数，允许使用任何超类：m[S >: T](s: S)。现在如果T变成U，也没关系：T的超类也是U的超类，方法将正常工作。（但是，你必须更改你的方法以处理这些情况。）

对于一个 case class，除非你使它不变，否则很难做到正确。我建议这样做，并将泛型和方差推到其他地方。但我需要看到更多的细节才能确定这是否适用于你的用例。

- Rex Kerr

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谢谢您的回答。然而，在这种情况下，您的解决方案对我不起作用。删除协变并使特质不变会起作用，但这不是我想要的。允许方法（或在我的情况下是 case-class）接受超类型也不令人满意。 我很好奇为什么 case-class 更难正确使用。请注意，没有 case 关键字的相同代码可以正常工作。 - lapislazuli

@lapislazuli - 因为 case 类包括一个伴生方法来创建它们（以 T 作为参数），所以您必须遵守上面的方法限制。如果不包括 case，则该类不会暗示在接口中有一个以 T 为参数的方法。 - Rex Kerr

在 class F[+A] { def f(x: A) = ??? } 中，为什么 x 处于 逆变位置？这是由于 [Function-T1, +R 中的 T 是 逆变的 所致吗？ - Kevin Meredith

Answer 2

几乎完成了。这里是：

scala> trait MyTrait[+T] {
     |   private case class MyClass[U >: T](c: U)
     | }
defined trait MyTrait

这意味着MyClass[Any]对于所有的T都是有效的。这就是为什么不能在该位置使用T的根本原因，但演示需要比我现在想象的代码更多。 :-)

- Daniel C. Sobral