为什么java允许用子类返回类型而不是子类参数重写方法？

Question

如果我在java中有一个抽象的(或据我所知的)超类，如下所示:

public abstract class Person {
    public abstract Person getPerson(Person p);
}

我注意到，在重写这个方法时，子类可以使用自身作为返回类型，但不能使用参数：

public class Child extends Person {
    @Override
    public Child getPerson(Person p) { //Works fine
        return this;
    }

    @Override
    public Person getPerson(Child p) { //Doesn't work
        return this;
    }
}

为什么不允许这样做？我不是在寻求解决方案——我知道我可以在方法中使用< code>instanceof检查或其他方法，我更想知道为什么前者是可以接受的，而后者对编译器来说却不是。

Answer 1

因为Java中的方法签名是方法的名称、参数的类型、编号和顺序。它不依赖于返回类型。

对于您的方案，getPerson（Person p） 方法存在于父类中，因此，通过继承规则可以重写它。但是方法获取人（子 p）不在父类中。这就是为什么它不起作用并抛出错误的原因。方法的返回类型在这里不起任何作用。希望这能解释你的好奇心。

Answer 2

当参数允许这样做时，它们被称为逆变参数。当您使用返回类型时，它们被称为协变返回类型。Java支持协变返回类型，但不支持逆变参数。

这将改变方法签名，它将不再是一个覆盖。返回类型不是方法签名的一部分，但是方法的类型和参数数量是签名的一部分，因此这会干扰重载。

此外，如果Java允许您这样做，在某些情况下会导致意外的行为，并破坏虚拟方法的运行时多态性，因为您缩小了方法可以接受的范围。

假设某些代码或 API 仅向您公开基类。你调用someMethod（）来接收一个人：

public Person someMethod()
{
    Child child = new Child();
    return child;
}

这是它在调用站点上的样子：

Person receivedPerson = someMethod();
Person myPerson = new Person();
Person result = receivedPerson.getPerson(myPerson); // This will fail

在这里，调用者不知道有方法（）实际上返回了一个子而不是一个Person。我认为Person类有一个名为getPerson（）的方法，接受Person类型的对象，因此，我可以调用receivedPerson.getPerson（myPerson）。但是，由于您甚至不知道的派生类型儿童已将getPerson（）的参数类型更改为儿童，它将无法接受myPerson，因为您无法将基类的对象转换为派生类的对象。

协变返回类型永远不会发生这种情况，因为如果一个方法返回一个更具体的类型，比如说< code>Child而不是< code>Person，它可以很容易地存储在< code>Person变量中，并且Child将始终具有其父级的所有状态和行为。

Answer 3

这是因为编译器强制保证引用超类方法的客户机代码将与子类兼容。

因为你可以这样做：

Person person = new Child();
Person result = person.getPerson();

当结果实际包含 Child 对象时，不会中断任何内容。孩子就是一个人。

现在，如果您尝试将相同的逻辑应用于方法参数，也就是说，如果您假设可以使用< code>Child实例调用< code>getPerson(),您将会遇到一个问题:

Child child = new Child();

如果编译器允许这样做（作为对Child.getPerson（Child）的调用）：

Person childResult = child.getPerson(child);

以下内容将被破坏：

Person childPerson = child;
Person childResult = childPerson.getPerson(childPerson); //broken

这被打破了，因为你认为你在调用“重写”，而你不是。编译器正在确保用＜code＞Person声明的合同。所有扩展person的类都支持getPerson（）。可以添加＜code＞Child。getPerson（Child），但这不会覆盖Person。getPerson（Person），它将重载它。这是因为＜code＞个人。getPerson（Person）应该可以用Person的任何子类调用。如果你有一个不同的子类，＜code＞婴儿＜/code＞，直接扩展＜code＞个人＜/code＞，会怎么样？如果您调用＜code＞child，它将如何工作。获取人员（婴儿）？编译器强制要求任何类型的Person都可以传递给Person。getPerson（Person）或覆盖它的任何子类方法。

相比之下，这对于返回类型来说不是问题。只要重写方法返回一个< code>Person对象，调用方就能够处理它，因为调用方准备接收一个< code>Person对象，而不是任何特定的子类。