函数参数逆变性的实用场景及基类方法适配疑问

我们知道，对于函数类型 T₁→T₂ 和 S₁→S₂，T₁→T₂ 是 S₁→S₂ 的子类型，当且仅当 S₁ 是 T₁ 的子类型，且 T₂ 是 S₂ 的子类型。但我想不出需要满足S₁≤T₁的实际场景，因为我们通常更倾向于用模板/泛型来规避里氏替换原则的限制。

先定义几个Python类作为讨论基础：

class Animal: ...

class Cat(Animal): ...

class Habitat: ...

class Forest(Habitat): ...

假设我们有“研究中心”类，负责为动物寻找栖息地。下面的写法无法正常运行：

class AnimalResearchCenter:
    def find_habitat(self, a: Animal) -> Habitat:
        ...


class CatResearchCenter(AnimalResearchCenter):
    def find_habitat(self, c: Cat) -> Forest:
        ...

原因在于CatResearchCenter.find_habitat的参数类型Cat需要是Animal的超类型才符合子类型规则，mypy会直接报错：

error: Argument 1 of "find_habitat" is incompatible with supertype "AnimalResearchCenter";
supertype defines the argument type as "Animal" [override]
note: This violates the Liskov substitution principle

这种情况下我们一般会用泛型来解决：

from typing import Generic, TypeVar

T = TypeVar("T", bound=Animal)

class AnimalResearchCenter(Generic[T]):
    def find_habitat(self, a: T) -> Habitat:
        ...


class CatResearchCenter(AnimalResearchCenter[Cat]):
    def find_habitat(self, c: Cat) -> Forest:
        ...

所以我的问题是：在什么场景下，我们会希望基类中存在find_habitat(self, a: Animal) -> Habitat这样的方法？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ziyuan