TypeScript中派生类继承基类却无法赋值，是否违反里氏替换原则？

明明DerivedClass继承了SuperClass，但执行const obj: SuperClass = new DerivedClass()时却报错Type 'DerivedClass' is not assignable to type 'SuperClass'，这是为什么？是否违反里氏替换原则？

先看第一段触发报错的代码：

class SuperClass
{
    func(arg: (me: this) => void) {
        return arg
    }
}

class DerivedClass extends SuperClass
{
    variable = this.func(() => {});
}

const obj: SuperClass = new DerivedClass();

为进一步定位问题，下面这段代码同样会在赋值时报错，除非移除两个类中的protected修饰符：

abstract class SuperClass
{
    protected abstract variable: (me: this) => void;
}

class DerivedClass extends SuperClass
{
    protected variable = (me: this) => {};
}

const obj: SuperClass = new DerivedClass();

核心原因：多态this类型与函数参数的逆变特性 #

问题的关键在于TypeScript的多态this类型和函数参数类型的逆变规则：

1. 多态this类型：在类的方法或属性中使用this作为类型时，它代表的是调用该方法/访问该属性的对象的实际类型，而非类本身的类型。比如SuperClass的func方法中，arg的类型(me: this) => void，在DerivedClass的实例上调用时，this会被解析为DerivedClass，因此func的参数类型实际是(me: DerivedClass) => void。
2. 函数参数的逆变：函数类型的兼容性遵循逆变规则——如果类型A是类型B的父类，那么接受B的函数不能赋值给接受A的函数（因为A的实例不一定是B的实例，传入A会导致类型错误）。

对应第一个例子：

• DerivedClass的variable属性类型是(me: DerivedClass) => void（由this.func推导而来）。
• 而SuperClass类型对应的variable属性（如果存在）应该是(me: SuperClass) => void。
• 由于DerivedClass是SuperClass的子类，(me: DerivedClass) => void无法兼容(me: SuperClass) => void（违反逆变规则），因此DerivedClass实例不能赋值给SuperClass类型变量。

第二个例子的逻辑完全一致：

• 基类的抽象属性variable要求类型为(me: this) => void，当基类作为类型约束时，this指向SuperClass；而派生类实现的variable类型是(me: DerivedClass) => void，同样因为逆变规则无法兼容基类的类型要求，导致赋值报错。移除protected后，TypeScript的类型检查策略会调整，不再严格校验该属性的跨类型兼容性，因此报错消失。

与里氏替换原则的关系 #

这并不违反里氏替换原则，反而TypeScript的报错是在维护该原则：
里氏替换原则要求派生类对象可以替换基类对象，且程序行为保持正确。如果允许把DerivedClass实例赋值给SuperClass类型变量，当外部代码调用obj.variable(new SuperClass())时，variable函数实际期望的是DerivedClass实例，传入SuperClass会导致类型不匹配，破坏程序正确性。因此TypeScript的报错是合理的，避免了潜在的类型安全问题。

为什么错误出现在赋值行而非派生类内部？ #

在DerivedClass定义内部，this.func(() => {})的调用完全符合类型规则：此时this是DerivedClass实例，func的参数类型被推导为(me: DerivedClass) => void，空函数() => {}可以兼容该类型，因此派生类的定义本身是合法的。只有当尝试将派生类实例赋值给基类类型时，TypeScript才会校验整个类型的兼容性，发现variable属性的类型不匹配，所以报错出现在赋值语句处。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Carucel