协变和逆变

    在 PHP 7.2.0 中，通过移除子方法中参数的类型限制，引入了部分逆变。从 PHP 7.4.0 开始，添加了完全协变和逆变支持。

    协变允许子方法返回比其父方法返回值类型更具体的类型。而逆变允许子方法的参数类型比其父方法的参数类型更不具体。

    在以下情况下，类型声明被认为更具体

    如果相反的情况成立，则类型类被认为更不具体。

    协变

    为了说明协变的工作原理，创建了一个简单的抽象父类 Animal。Animal 将被子类 Cat 和 Dog 扩展。

    <?php

    abstract class Animal
    {
    protected     string $name;

    public function     __construct(string $name)
    {
    $this->name = $name;
    }

    abstract public function     speak();
    }

    class     Dog extends Animal
    {
    public function     speak()
    {
    echo     $this->name . " barks";
    }
    }

    class     Cat extends Animal
    {
    public function     speak()
    {
    echo     $this->name . " meows";
    }
    }

    请注意，此示例中没有任何返回值的函数。将添加一些工厂函数，这些函数返回新的类类型 Animal、Cat 或 Dog 的对象。

    <?php

    interface AnimalShelter
    {
    public function     adopt(string $name): Animal;
    }

    class     CatShelter implements AnimalShelter
    {
    public function     adopt(string $name): Cat // 而不是返回类类型 Animal，它可以返回类类型 Cat
    {
    return new     Cat($name);
    }
    }

    class     DogShelter implements AnimalShelter
    {
    public function     adopt(string $name): Dog // 而不是返回类类型 Animal，它可以返回类类型 Dog
    {
    return new     Dog($name);
    }
    }

    $kitty = (new CatShelter)->adopt("Ricky");
    $kitty->speak();
    echo     "\n";

    $doggy = (new DogShelter)->adopt("Mavrick");
    $doggy->speak();

    上面的示例将输出

    Ricky meows
Mavrick barks

    逆变

    继续使用之前的示例，包括类 Animal、Cat 和 Dog，将包括名为 Food 和 AnimalFood 的类，并将函数 eat(AnimalFood $food) 添加到 Animal 抽象类中。

    <?php

    class Food {}

    class     AnimalFood extends Food {}

    abstract class     Animal
    {
    protected     string $name;

    public function     __construct(string $name)
    {
    $this->name = $name;
    }

    public function     eat(AnimalFood $food)
    {
    echo     $this->name . " eats " . get_class($food);
    }
    }

    为了看到逆变的行为，在 Dog 类中重写了 eat 函数，以允许任何 Food 类型的对象。Cat 类保持不变。

    <?php

    class Dog extends Animal
    {
    public function     eat(Food $food) {
    echo     $this->name . " eats " . get_class($food);
    }
    }

    下一个示例将展示逆变的行为。

    <?php

    $kitty     = (new CatShelter)->adopt("Ricky");
    $catFood = new AnimalFood();
    $kitty->eat($catFood);
    echo     "\n";

    $doggy = (new DogShelter)->adopt("Mavrick");
    $banana = new Food();
    $doggy->eat($banana);

    上面的示例将输出

    Ricky eats AnimalFood
Mavrick eats Food

    但是，如果 $kitty 试图 eat() $banana 会怎么样呢？

    $kitty->eat($banana);

    上面的示例将输出

    Fatal error: Uncaught TypeError: Argument 1 passed to Animal::eat() must be an instance of AnimalFood, instance of Food given

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    用户贡献的注释 3 条注释

    90
    xedin dot unknown at gmail dot com
    4 年前
    我想解释为什么协变和逆变很重要，以及为什么它们分别适用于返回类型和参数类型，而不是相反。

    协变可能最容易理解，并且与 Liskov 替换原则直接相关。使用上面的例子，假设我们收到一个 `AnimalShelter` 对象，然后我们想通过调用它的 `adopt()` 方法来使用它。我们知道它返回一个 `Animal` 对象，无论该对象到底是什么，即它是 `Cat` 还是 `Dog`，我们都可以以相同的方式对待它们。因此，专门化返回类型是可以的：我们至少知道任何可以返回的东西的通用接口，并且我们可以以相同的方式对待所有这些值。

    逆变稍微复杂一些。它与提高方法灵活性的实用性密切相关。再次使用上面的例子，也许“基础”方法 `eat()` 接受一种特定类型的食物；但是，_特定_动物可能希望支持_更广泛_的食物类型。也许它，就像上面的例子一样，为原始方法添加了功能，允许它消耗_任何_种类的食物，而不仅仅是为动物准备的食物。`Animal` 中的“基础”方法已经实现了允许它消耗为动物专门设计的食物的功能。`Dog` 类中的覆盖方法可以检查参数是否为 `AnimalFood` 类型，并简单地调用 `parent::eat($food)`。如果参数_不是_专门类型的，它可以对该参数执行额外的甚至完全不同的处理 - 不会破坏原始签名，因为它_仍然_处理专门类型，但也处理更多。这就是为什么它也与 Liskov 替换密切相关：消费者仍然可以将专门的食物类型传递给 `Animal`，而不知道它到底是 `Cat` 还是 `Dog`。
    5
    Hayley Watson
    1 年前
    Liskov 替换原则如何应用于类类型的要点基本上是：“如果一个对象是某个东西的实例，那么它应该能够在允许使用某个东西实例的任何地方使用”。当你记住“某个东西”可能是该对象的父类时，协变和逆变规则就来自于这种预期。

    对于文本中的 Cat/Animal 示例，Cats 是 Animals，因此 Cats 应该能够去任何 Animals 可以去的地方。变异规则将此形式化。

    协变：子类可以覆盖父类中的方法，该方法具有更窄的返回类型。（返回类型可以在更具体的子类中更具体；它们“沿相同方向变化”，因此称为“协变”。）
    如果一个对象有一个你期望产生 Animals 的方法，你应该能够用一个该方法只产生 Cats 的对象来替换它。你只会从中得到 Cats，但 Cats 是 Animals，这就是你期望从对象中得到的。

    逆变：子类可以覆盖父类中的方法，该方法具有参数更宽的类型。（参数可以在更具体的子类中更不具体；它们“沿相反方向变化”，因此称为“逆变”。）
    如果一个对象有一个你期望接受 Cats 的方法，你应该能够用一个接受任何类型 Animals 的对象来替换它。你只会给它 Cats，但 Cats 是 Animals，这就是对象期望从你那里得到的。

    所以，如果你的代码正在使用某个类的对象，并且它给定一个子类的实例来使用，它不应该造成任何麻烦。
    它可能接受任何类型的 Animal，而你只给它 Cats，或者它可能只返回 Cats，而你很乐意接受任何类型的 Animal，但 LSP 认为“那又怎样？Cats 是 Animals，所以你们都应该满意。”
    9
    匿名
    4 年前
    协变也适用于一般类型提示，注意还有接口

    interface xInterface
    {
    public function y() : object;
    }

    abstract class x implements xInterface
    {
    abstract public function y() : object;
    }

    class a extends x
    {
    public function y() : \DateTime
    {
    return new \DateTime("now");
    }
    }

    $a = new a;
    echo '<pre>';
    var_dump($a->y());
    echo '</pre>';
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