TypeScript 中的逆变、协变和双向协变-技术圈

前言

为什么需要引入逆变、协变和双向协变这些概念

因为考虑到类型兼容,详情参考https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/type-compatibility.html

在 TypeScript 中，有两种兼容性机制：子类型和赋值 （意思是理解成在子类型和赋值这种操作下才会触发兼容性，比如比较该类型是不是其子类型）

出于实际目的，类型兼容性由赋值兼容性决定，即使在implements and extends子句的情况下也是如此

基础

TypeScript中的类型兼容性可以用于确定一个类型是否可以赋值给其他类型。这里要了解两个概念:

官方文档说到TS 是结构性的类型系统（Type compatibility in TypeScript is based on structural subtyping. Structural typing is a way of relating types based solely on their members. This is in contrast with nominal typing. Consider the following code）

结构类型：一种只使用其成员来描述类型的方式（类型 ducking type）；
名义类型：明确的指出或声明其类型，如c#，java。

TypeScript的类型兼容性就是基于结构子类型的。下面的例子：

interface IName {
    name: string;
}

class Man {
    name: string;
    constructor() {
        this.name = "鸣人";
    }
}

let p: IName;
p = new Man();
p.name;

上面的代码在TypeScript不会出错，但是在java等语言中就会报错，因为Man类没有明确的说明实现了IName 接口

结构化

在基于名义类型的类型系统中，数据类型的兼容性或等价性是通过明确的声明和/或类型的名称来决定的。而结构性类型系统是基于类型的组成结构，且不要求明确地声明。

TS 是结构性的类型系统。所谓结构化就是对值所具有的结构进行类型检查。简单来说，要判断两个类型是否是兼容的，只需要看两个类型的结构是否兼容就可以了，不需要关心类型的名称是否相同。比如：

interface Pet {
  name: string;
}
class Dog {
  name: string;
}
let pet: Pet;
// OK, because of structural typing
pet = new Dog();

子类型

比如考虑如下接口：

interface Animal {
  age: number
}

interface Dog extends Animal {
  bark(): void
}

在这个例子中，Animal 是 Dog 的父类，Dog是Animal的子类型，子类型的属性比父类型更多，更具体。

在类型系统中，属性更多的类型是子类型。

在集合论中，属性更少的集合是子集。

也就是说，子类型是父类型的超集，而父类型是子类型的子集，这是直觉上容易搞混的一点。

记住一个特征，子类型比父类型更加具体，这点很关键。

可赋值性 assignable

assignable 是类型系统中很重要的一个概念，当你把一个变量赋值给另一个变量时，就要检查这两个变量的类型之间是否可以相互赋值。

let animal: Animal
let dog: Dog

animal = dog //  ✅ok
dog = animal //  ❌error! animal 实例上缺少属性 'bark'

协变和逆变

如何处理类型兼容呢？通过协变和逆变原则

协变与逆变(covariance and contravariance)是在计算机科学中，描述具有父/子型别关系的多个型别通过型别构造器、构造出的多个复杂型别之间是否有父/子型别关系的用语。

维基百科上关于协变和逆变的解释有点晦涩难懂。这里，我们用更通俗一点的语言来表述：

协变：允许子类型转换为父类型(可以里式替换LSP原则进行理解)
逆变：允许父类型转换为子类型

逆变

// Dog ≼ Animal

var feedAnimal = (o: Animal) => {};
var feedDog = (o: Dog) => {
  o.bark();
};
feedDog = feedAnimal; // 成立，feedAnimal ≼ feedDog
feedAnimal = feedDog; // 严格模式下报错，因为可能animal并不能保证存在bark()

// 也就是存在如下场景
function func(f: typeof feedDog) {
  var d: Dog;
  f(d);
}
func(feedAnimal);

在函数的参数类型中，是符合逆变的，函数的关系和参数的关系是相反的。但在TS中，参数类型是双向协变的（详见下文3.1小节），如果项目里开启了"strict": true，意味着，会来带开启 strictFunctionType ，此时，才按照逆变处理

双向协变

在老版本的 TS 中，函数参数是双向协变的。也就是说，既可以协变又可以逆变，但是这并不是类型安全的。在新版本 TS (2.6+) 中，你可以通过开启 strictFunctionTypes 或 strict 来修复这个问题。设置之后，函数参数就不再是双向协变的了。

参考资料

https://juejin.cn/post/7019565189624250404
https://juejin.cn/post/6950254535298252836
why-are-functions-with-fewer-parameters-assignable-to-functions-that-take-more-parameters
what are covariance and contravariance