Scala概述（五）抽象（1.3、1.4）

二元操作和参数下界（Binary methods and lower bounds）迄今为止，我们一直将协变性与不可变数据结构联系在一起，然而由于二元操作（Binary methods，就是指一个对象的方法，其参数类型也是这个对象类型，例如：x+y这种——译注）的存在，这种做法并不完全正确。例如，为GenList类增加一个prepend（前追加）方法，最自然的做法是将其定义成为接收一个相应的list元素类型参数：

abstract class GenList[+T] { ...

def prepend(x: T): GenList[T] = // illegal!

new Cons(x, this)

}

可惜这样做会导致类型错误，因为这种定义使得T在GenList中处于逆协变的位置，从而不能标记为协变参数（+T）。这一点非常遗憾，因为从概念上说不可变的list对于其元素类型而言应该是协变的，不过这个问题可以通过参数下界对prepend方法进行泛化而解决：

abstract class GenList[+T] { ...

def prepend[S >: T](x: S): GenList[S] = // OK

new Cons(x, this)

}

这里prepend是一个多态方法，接收T的某个父类型S作为参数，返回元素类型为S的list。这个定义是合法的，因为参数下界被归类为协变位置，从而T在GenList中只出现在协变位置上。

与通配符模式相比较（Comparison with wildcards）Java 5.0中可以提供一种通过通配符标记协变性的方法[45]，这种模式本质上是Igarashi和Viroli提出的可变类型参数[26]的一种语法变体。与Scala不同的是，Java 5.0的标注是针对类型表达式而不是类型定义。例如：在每一个需要用到协变的generic list的时候，都将其声明为GenList extends T>，这是一个类型表达式，表示其所声明的对象实例的所有元素都是T的子类型。

协变通配符可以用于任何类型表达式当中，但是要注意，出现在非协变的位置上的类型成员将会被忽略（forgotten），这对于保证类型的正确性是必须的。例如：GenCellextends Number>类型只有那个get方法（返回Number类型）才有效，而其set方法，由于其类型参数是逆协变的，会被忽略。

在Scala的早期版本中，我们也实验过在调用时标注协变性的方式，类似于通配符。初看之下，这种方式有很大的灵活性，因为一个类型的成员既可以是协变的，也可以是非协变的，用户可以根据情况选择是不是使用通配符。但是，这种灵活性也是有代价的，因为这样作要有用户而不是设计者来保证对协变性的使用是一致的。在实践中我们发现，调用时标注协变性的方式很难保证一致性，经常会出现类型错误。相反，定义时标注协变性对于正确地设计类型有很大帮助，例如可以很好地指导人们设计方法时知道哪些应当使用参数下界。另外，Scala的mixin构成（见第六节）可以让人很容易将一个类分成协变的和非协变的部分，而在Java这种单根结构+接口的继承模型中，这样做是非常麻烦的。因此，Scala的新版本将标注协变性的方式从使用时标注改为了定义时标注。