TypeScript 的协变和逆变是什么？为什么函数参数类型不能随便替换？

知识点详解：把函数放到调用方的位置来看

先把父子关系说清楚

假设 Animal 只有名字，Dog 在此基础上还会叫。那么每只 Dog 都能当成 Animal 使用，反过来却不成立。

这不是名字相似，而是结构满足要求。TypeScript 主要按结构判断兼容性；“有名字”不能保证“有 bark 方法”。

返回值为什么是协变？

假设页面需要一个“返回 Animal 的函数”，拿到结果后只读取名字。如果实际函数返回 Dog，多出来的 bark 不影响页面使用。

但页面需要 Dog 时，返回 Animal 就不够了。页面可能调用 bark，而返回对象未必有这个方法。

因此，返回值允许用更具体的类型替换。Dog 可以替换 Animal，返回 Dog 的函数也可以替换返回 Animal 的函数，方向相同。

参数为什么是逆变？

函数参数不是函数交出来的东西，而是调用方交给函数的东西。

假设某个接口承诺：“你可以传任意 Animal。”替换进去的函数必须遵守这份承诺。一个只接受 Dog 的函数缩小了接收范围，调用方传入别的 Animal 时就会出问题。

反过来，如果调用方只会传 Dog，一个接受所有 Animal 的函数当然也能处理它。参数接收范围可以扩大，不能偷偷缩小。

下面的代码用于静态类型检查；错误行是刻意保留的反例。

TypeScript（开启 strictFunctionTypes）：

type Animal = { name: string };
type Dog = Animal & { bark(): void };

type AnimalHandler = (value: Animal) => void;
type DogHandler = (value: Dog) => void;

const handleAnimal: AnimalHandler = value => {
  console.log(value.name);
};
const handleDog: DogHandler = value => {
  value.bark();
};

const safe: DogHandler = handleAnimal;
// @ts-expect-error: 调用方可能传入没有 bark 的 Animal
const unsafe: AnimalHandler = handleDog;

Python（同一替换关系，用 Callable 表达）：

from dataclasses import dataclass
from typing import Callable

@dataclass
class Animal:
    name: str

@dataclass
class Dog(Animal):
    def bark(self) -> None:
        print("汪")

def handle_animal(value: Animal) -> None:
    print(value.name)

def handle_dog(value: Dog) -> None:
    value.bark()

safe: Callable[[Dog], None] = handle_animal
# 静态类型检查应报错；Python 本身不会拦截这个赋值。
unsafe: Callable[[Animal], None] = handle_dog

Python 的类型注解不会自动变成运行时参数校验。这里比较的是可调用对象的类型兼容规则，不是在说两种语言的编译行为完全一样。

为什么有些 TypeScript 方法能通过？

strictFunctionTypes 主要收紧的是函数类型的参数检查。形如 handle(value: Animal): void 的方法声明保留了双变兼容规则，和 handle: (value: Animal) => void 这种函数属性不完全一样。

这是 TypeScript 为兼容既有类型结构保留的取舍，不是参数逆变失效了。双变允许某些两个方向的替换，也就可能放过前面那种不安全情况。

设计公共回调接口时，不能只问“编译器让不让写”，还要检查调用方到底可能传什么。类型断言和 any 同样可以绕过检查，却不会替我们补上缺失的 bark。

面试官继续追问

协变、逆变和继承是一回事吗？

不是。继承或结构兼容先建立 Dog 与 Animal 的关系；变型讨论的是，这种关系放到函数、容器等类型结构里以后怎样传递。

泛型都是协变的吗？

不能统一回答。类型参数出现在返回位置、接收位置还是同时参与读写，影响都不同。可变容器还涉及读写约束，TypeScript 的实际兼容规则也存在历史取舍，不能拿函数返回值的规则直接套过去。

怎么验证自己没有记反？

画出调用方会传入的值，以及它打算怎样使用返回值。参数问“接不接得住”，返回值问“够不够用”，比背箭头更稳。

面试速记卡

• 协变：父子关系在类型结构中保持原方向。
• 函数返回值：可以返回更具体、满足要求的类型。
• 函数参数：替换后必须接得住调用方可能传入的值。
• strictFunctionTypes：普通函数参数严格检查，方法声明存在双变例外。
• 判断安全性：通过类型检查，不等于绕过检查的写法也安全。