对 Maps 和泛型的困惑

Question

我刚刚有了一个奇怪的发现，想知道为什么它会这样工作。以下代码会引发编译器错误：

interface A
class B: A
val mapOfA: Map<A,A>
val mapOfB = mapOf<B,B>()
mapOfA = mapOfB

你得到

Type mismatch.
   Required: Map<A, A>
   Found: Map<B, B>

但是这段代码有效。

val mapOfA: Map<A,A>
val mapOfB = mapOf<B,B>()
mapOfA = mapOfB.toMap()

唯一不同的是我现在正在打电话 mapOfB.toMap()。 mapOfB 已经是 Map 那么为什么这会改变什么？我正在使用 Kotlin 版本 1.5.10。这是怎么回事？

Answer 1

考虑 mapOfB.get。这个accepts a B and only a B.

很有可能 mapOfB 的实现不能支持 get(A)，但没有实现。例如，假设 B 是 Int，而 A 是 Number。想象一下 mapOfB 实际上是按照一个数组来实现的。 mapOfA.get(3.14159) 当然不能在数组中查找非 Int 键，因为数组是由 Ints.

索引的

（Kotlin 选择这种设计与 Java 的设计形成对比，我不认为这是正确的举动——但这是他们的选择。Java 的选择是为了get、containsKey 等采用 Object 论点，这会导致 this 等问题。）

Map<K, out V>的定义中明确规定：允许向上转型V，但不允许K。

Answer 2

地图键的类型是不变的。这意味着 Map<B, B> 不是 Map<A, B> 或 Map<A, A> 因为你不能向上转换不变类型。理论上，正在使用的 Map 接口的实现在向它传递错误类型的键时可能会崩溃，就像你向它传递了 A 的某个子类型而不是 B 一样。

当您调用 toMap 时，它会创建一个新的 Map，已知使用超类型 A 作为 Key 是安全的，因此它可以安全地向上转换类型。在引擎盖下，它将每个条目转移到一个新地图，所以它基本上是向上转换每个键以键入 A.

以下是类型安全保护您的示例：

interface A
class B(val name: String): A
class C: A

class MyMap: HashMap<B, B>() {
    override fun get(key: B): B? {
        println("I'm returning ${key.name}")
        return super.get(key)
    }
}

如果您现在这样做并且编译器让您：

val a = Map<A, A>
val b: Map<B, B> = MyMap()
a = b // imagine this is allowed.
val x = a[C()] // Crash. C cannot be cast to B inside the MyMap.get() function

如果您使用 toMap()，一个新的 Map 是从头开始创建的，它不会有这个问题，所以编译器可以安全地转换键类型。

Java 没有这个问题，因为 get 和 contains 等不接受键类型的参数类型，但接受任何东西。这两种方法各有利弊。它们各自保护您免受不同类型的错误。

Answer 3

这与类型variance有关。考虑这个例子：

val mapOfA: Map<A,A>
val mapOfB = mapOf<B,B>()
mapOfA = mapOfB // assume this is allowed

val item = mapOfA.get(A())

我们在这里做了一些奇怪的事情。两个变量都指向同一张地图，所以我们只要求 mapOfB 获取它的 A 项。但是 mapOfB 对 A 密钥一无所知。它应该与 B 键一起使用。它的 get() 中需要 B，但我们提供了 A。因此，我们刚刚打破了类型安全。这就是不允许这样做的原因。

但为什么 toMap() 可以正常工作？因为它创建了地图的副本。现在，向 mapOfA 询问 A 密钥只会询问此副本，而不是 B 的映射。所以这是允许的。

对 Maps 和泛型的困惑

Confusion about Maps and generics

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