在 Scala 中混合逆变和协变类型答案

【问题标题】：Mixing contravariant and covariant types in Scala在 Scala 中混合逆变和协变类型
【发布时间】：2020-01-25 20:19:38
【问题描述】：

我正在尝试构建一个具有Contexts（保存不可变数据）和Modules 层次结构的框架，用于创建与数据一起工作的演员。 Context 上的子类包含更多数据（例如，RemoteContext 将包含有关如何与远程主机通信的信息）。还有Factory对象来制作相关对象，这是Context中数据的一部分。

我可以用子类定义层次结构，而且效果很好。定义完所有内容后，Mediator 对象会通过传递上下文来初始化每个 Module。

下面的代码显示了基本结构。

import java.{ util => ju}

trait Factory
trait Context[F <: Factory]

trait SomeContext[F <: Factory] extends Context[F]

trait MediatorModule[C <: Context[_ <: Factory]] {
    def loadModule(c: C)
}

trait Mediator[C <: Context[Factory]] {
    val context: C
    def getModules: ju.List[MediatorModule[_ >: C]]
    def run() = getModules.forEach(_.loadModule(context))
}

trait OtherFact extends Factory
trait OtherContext extends SomeContext[OtherFact]

class SomeModule extends MediatorModule[SomeContext[Factory]] {
    def loadModule(c: SomeContext[Factory]): Unit = { }
}
class OtherModule extends MediatorModule[OtherContext] {
    def loadModule(c: OtherContext): Unit = { }
}

class OtherContextImpl extends OtherContext {

}

class OtherMediator extends Mediator[OtherContext] {
    val context: OtherContext = new OtherContextImpl
    def getModules: ju.List[MediatorModule[_ >: OtherContext]] =
        ju.Arrays.asList(new SomeModule,
                         new OtherModule)
}

（代码最初是用 Java 编写的，这就是它使用 Java 列表的原因）。

正如所写，编译失败：

Test.scala:78:26: type mismatch;
[error]  found   : SomeModule
[error]  required: MediatorModule[_ >: OtherContext]
[error] Note: SomeContext[Factory] <: Any (and SomeModule <: MediatorModule[SomeContext[Factory]]), but trait MediatorModule is invariant in type C.
[error] You may wish to define C as +C instead. (SLS 4.5)
[error]         ju.Arrays.asList(new SomeModule,
[error]                          ^
[error] one error found

按照编译器的建议声明 trait MediatorModule[+C <: Context[_ <: Factory]] 会产生两个错误：

Test.scala:52:20: covariant type C occurs in contravariant position in type C of value c
[error]     def loadModule(c: C)
[error]                    ^
[error] Test.scala:75:29: type arguments [OtherContext] do not conform to trait Mediator's type parameter bounds [C <: Context[Factory]]
[error] class OtherMediator extends Mediator[OtherContext] {
[error]                             ^

我可以用 trait Context[+F <: Factory] 修复一个，但 co/contra 变体错误仍然存在。

我能做些什么来修复这个错误？另外，+C 是如何翻译回 Java 的？

【问题讨论】：

不用看太多，通常你用def loadModule[C1 >: C](c: C1)解决那些，这样你就翻转了C的方差。我建议您首先阅读有关方差的内容，它是什么意思以及为什么它很重要。最后，+C 无论如何都不会转换为 Java，JVM 由于类型擦除和其他原因无法管理差异。所有这些信息仅由 Scala 编译器使用，以避免在 Java 上很容易创建的一些错误。
@Luis Miguel Mejía Suárez 虽然+C 确实不能翻译成Java，但你后来所说的不是真的。 Scala 和 Java 都依赖于相同的 JVM 并具有相同的类型擦除机制。但问题是，Java 语言只支持 call-site 或 use-site 变体，例如Foo<? extends Integer> covariantFoo = new Foo<Integer>();。 Scala 支持这一点（如 [_ <: Integer]），但也支持 declaration-site 差异，例如Foo[+C]，表示Foo 在 C 中总是协变的。
您的建议解决了示例代码中的问题。不幸的是，在生产代码中，相关部分都是Java，所以我可能无法进行相应的更改。
@slouc 是的，但同样只适用于编译器。 JVM 一般不支持方差的概念，也不支持类型参数（一般来说这很好）。
@slouc 是的，我不确定你是看错了还是我写的不好（因为英语不是我的母语）。但是，我（试图）说没有差异的是 JVM 而不是 Java 作为一种语言 （但后者确实没有那么强大比 Scala，它允许一些错误，特别是 Arrays)。

标签： scala generics covariance scala-java-interop existential-type

【解决方案1】：

尝试使 Context 和 SomeContext 协变

trait Context[+F <: Factory]

trait SomeContext[+F <: Factory] extends Context[F]

然后代码编译。

【讨论】：