Kovarianz und Kontravarianz

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Mit PHP 7.2.0 wurde teilweise Kontravarianz eingeführt, indem Typeneinschränkungen bei Parametern von Kindmethoden entfernt wurden. Mit PHP 7.4.0 wurde dann vollständige Unterstützung für Kovarianz und Kontravarianz eingeführt.

Kovarianz erlaubt es den Methoden eines Kindes, einen spezifischeren Typen als die Elternmethode für den Rückgabewert zurückzugeben. Auf der anderen Seite erlaubt die Kontravarianz einen weniger spezifischen Parametertypen in einer Kindmethode als in der Elternmethode.

Eine Typdeklaration wird in den folgenden Fällen als spezifischer angesehen:

Ein Typ wird aus einem Vereinigungstypen entfernt
Ein Typ wird zu einem Überschneidungstypen hinzugefügt.
Ein Klassentyp wird zu dem Typen eines seiner Kinder geändert
iterable wird zu array oder Traversable geändert

Falls das Gegenteil zutrifft, wird ein Klassentyp als weniger spezifisch angesehen.

Kovarianz

Um Kovarianz zu illustrieren, wird eine einfache abstrakte Elternklasse Tier erzeugt. Tier wird von seinen Kindern Katze und Hund beerbt.

<?php

abstract class Tier
{
    protected string $name;

    public function __construct(string $name)
    {
        $this->name = $name;
    }

    abstract public function gibLaut();
}

class Hund extends Tier
{
    public function gibLaut()
    {
        echo $this->name . " bellt";
    }
}

class Katze extends Tier
{
    public function gibLaut()
    {
        echo $this->name . " miaut";
    }
}

Beachtenswert ist, dass keine der Methoden hier einen Wert zurückgibt. Es werden nun ein paar Factories hinzugefügt, die ein neues Objekt der Klassen Tier, Katze oder Hund erzeugen.

<?php

interface TierHeim
{
    public function adoptiere(string $name): Tier;
}

class KatzenHeim implements TierHeim
{
    public function adoptiere(string $name): Katze // statt den Klassentyp Tier zurückzugeben, kann hier Typ Katze verwendet werden
    {
        return new Katze($name);
    }
}

class HundeHeim implements TierHeim
{
    public function adoptiere(string $name): Hund // statt den Klassentyp Tier zurückzugeben, kann hier Typ Hund verwendet werden
    {
        return new Hund($name);
    }
}

$kaetzchen = (new KatzenHeim)->adoptiere("Ricky");
$kaetzchen->gibLaut();
echo "\n";

$huendchen = (new HundeHeim)->adoptiere("Mavrick");
$huendchen->gibLaut();

Das oben gezeigte Beispiel erzeugt folgende Ausgabe:

Ricky miaut
Mavrick bellt

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Kontravarianz

Um das vorherige Beispiel mit den Klassen Tier, Katze und Hund fortzusetzen, werden nun die Klassen Nahrung sowie Tierfutter definiert, sowie auch eine Methode iss(Tierfutter $futter) zur abstrakten Klasse Tier hinzugefügt.

<?php

class Nahrung {}

class Tierfutter extends Nahrung {}

abstract class Tier
{
    protected string $name;

    public function __construct(string $name)
    {
        $this->name = $name;
    }

    public function iss(Tierfutter $futter)
    {
        echo $this->name . " isst " . get_class($futter);
    }
}

Um das Verhalten der Kontravarianz zu sehen, wird nun die Methode iss in der Klasse Hund überschrieben, um jedes Objekt der Klasse Nahrung zuzulassen. Die Klasse Katze bleibt unverändert.

<?php

class Hund extends Tier
{
    public function iss(Nahrung $futter) {
        echo $this->name . " isst " . get_class($futter);
    }
}

Das folgende Beispiel zeigt das Verhalten der Kontravarianz.

<?php

$kaetzchen = (new KatzenHeim)->adoptiere("Ricky");
$katzenFutter = new Tierfutter();
$kaetzchen->iss($katzenFutter);
echo "\n";

$huendchen = (new HundeHeim)->adoptiere("Mavrick");
$banane = new Nahrung();
$huendchen->iss($banane);

Das oben gezeigte Beispiel erzeugt folgende Ausgabe:

Ricky isst Tierfutter
Mavrick isst Nahrung

Was geschieht nun aber, wenn man der iss()-Methode von $kaetzchen versucht die $banane zu übergeben?

$kitty->iss($banane);

Das oben gezeigte Beispiel erzeugt folgende Ausgabe:

Fatal error: Uncaught TypeError: Argument 1 passed to Tier::iss() must be an instance of Tierfutter, instance of Nahrung given

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Dokument erstellt 30/01/2003, zuletzt geändert 26/10/2018
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Referenzen

Manuel PHP : http://php.net

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