数组子类型

Array Subtyping.

我们来看一段 Java 代码，其在 Java 中是 type check 的。

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class Point { ... }    // has fields double x, y
class ColorPoint extends Point { ... } // adds field String color

void m1(Point[] pt_arr) {
    pt_arr[0] = new Point(3, 4);
}

String m2(int x) {
    ColorPoint[] cpt_arr = new ColorPoint[x];
    for (int i = 0; i < x; ++i)
        cpt_arr[i] = new ColorPoint(0, 0, "green");
    m1(cpt_arr);
}

这样的操作称为 array subtyping：即 If ta <: tb, then ta[] <: tb[]。它本质上就是 depth subtyping。根据上文中我们总结的规律，Java 支持三个 features 中的两个：

• Array subtyping.
• Array indices are mutable.

那么 Java 的 type system 就无法阻止某些程序的 field-missing 错误。事实确实如此，上述程序能够通过 Java 的 type check。为了解决这个问题，Java 引入了 run-time checks。

于是当程序运行到 pt_arr[0] = new Point(3, 4) 这一语句时，Java 的 run-time check 会发现 ColorPoint[] 类的数组存储了其 supertype Point 类的对象，于是 ArrayStoreException 错误将被抛出。

Java 与 C# 以加入 run-time checks 的代价换取了 depth subtyping，这是因为 depth subtyping 自有其意义：它的确提升了语言的灵活性 (flexibility) 与 type system 的 expressiveness。

除了利用 run-time checks 之外，还有其他的方法可以达到相同的目的：

• Bounded polymorphism. Use generics (parametric polymorphism) combined with subtyping.
• Having support for indicating that a method will not update array elemtents, in which case depth subtyping is sound.