Ковариантность и контравариантность

    В PHP 7.2.0 была добавлена частичная контравариантность путём устранения ограничений типа для параметров в дочернем методе. Начиная с PHP 7.4.0, добавлена полная поддержка ковариантности и контравариантности.

    Ковариантность позволяет дочернему методу возвращать более конкретный тип, чем тип возвращаемого значения его родительского метода. В то время как контравариантность позволяет типу параметра в дочернем методе быть менее специфичным, чем в родительском.

    Объявление типа считается более конкретным в следующем случае:

    В противном случае класс типа считается менее конкретным.

    Ковариантность

    Чтобы проиллюстрировать, как работает ковариантность, создадим простой абстрактный родительский класс Animal. Animal будет расширен за счёт дочерних классов Cat и Dog.

    <?php

    abstract class Animal
    {
    protected     string $name;

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

    abstract public function     speak();
    }

    class     Dog extends Animal
    {
    public function     speak()
    {
    echo     $this->name . " лает";
    }
    }

    class     Cat extends Animal
    {
    public function     speak()
    {
    echo     $this->name . " мяукает";
    }
    }

    Обратите внимание, что в примере нет методов, которые возвращают значения. Будет добавлено несколько фабрик, которые возвращают новый объект типа класса Animal, Cat или Dog.

    <?php

    interface AnimalShelter
    {
    public function     adopt(string $name): Animal;
    }

    class     CatShelter implements AnimalShelter
    {
    public function     adopt(string $name): Cat // Возвращаем класс Cat вместо Animal
    {
    return new     Cat($name);
    }
    }

    class     DogShelter implements AnimalShelter
    {
    public function     adopt(string $name): Dog // Возвращаем класс Dog вместо Animal
    {
    return new     Dog($name);
    }
    }

    $kitty = (new CatShelter)->adopt("Рыжик");
    $kitty->speak();
    echo     "\n";

    $doggy = (new DogShelter)->adopt("Бобик");
    $doggy->speak();

    Результат выполнения приведённого примера: 

     Рыжик мяукает Бобик лает

    Контравариантность

    В продолжение предыдущего примера, где мы использовали классы Animal, Cat и Dog, мы введём новые классы Food и AnimalFood и добавим в абстрактный класс Animal новый метод eat(AnimalFood $food).

    <?php

    class Food {}

    class     AnimalFood extends Food {}

    abstract class     Animal
    {
    protected     string $name;

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

    public function     eat(AnimalFood $food)
    {
    echo     $this->name . " ест " . get_class($food);
    }
    }

    Чтобы увидеть суть контравариантности, мы переопределим метод eat класса Dog таким образом, чтобы он мог принимать любой объект класса Food. Класс Cat оставим без изменений.

    <?php

    class Dog extends Animal
    {
    public function     eat(Food $food) {
    echo     $this->name . " ест " . get_class($food);
    }
    }

    Следующий пример покажет поведение контравариантности.

    <?php

    $kitty     = (new CatShelter)->adopt("Рыжик");
    $catFood = new AnimalFood();
    $kitty->eat($catFood);
    echo     "\n";

    $doggy = (new DogShelter)->adopt("Бобик");
    $banana = new Food();
    $doggy->eat($banana);

    Результат выполнения приведённого примера: 

     Рыжик ест AnimalFood Бобик ест Food

    Но что случится, если $kitty попробует съесть (eat()) банан ($banana)?

    $kitty->eat($banana);

    Результат выполнения приведённого примера: 

     Fatal error: Uncaught TypeError: Argument 1 passed to Animal::eat() must be an instance of AnimalFood, instance of Food given
    To Top