带泛型的Dart typedef引发子类型错误问题求助

运行代码时抛出类型不匹配错误：

Unhandled exception:
type '(OnBadAir) => bool' is not a subtype of type '(Event) => bool'
#0 Fork._dispatch
typedef.dart:33
#1 main

这段代码提取自fsm2包，由于事件队列需处理不同类型的事件，无法做强类型标注，因此遇到了typedef逆变导致的类型问题。需解决如何向事件队列传递可被调度器处理的condition。

完整复现代码：

import 'dart:async';

class Event {}

class OnBadAir extends Event {
  OnBadAir(this.quality);
  int quality;
}

typedef GuardCondition<E extends Event> = bool Function(E event);

class _QueuedEvent {
  _QueuedEvent(this.event);
  Event event;
}

class Fork<E extends Event> {
  Fork(this.td);

  TransitionDefinition td;
  final _eventQueue = <_QueuedEvent>[];

  void queue(E event) {
    _eventQueue.add(_QueuedEvent(event));
  }

  /// dequeue the next event and transition it.
  Future<void> _dispatch() async {
    assert(_eventQueue.isNotEmpty, 'The event queue is in an invalid state');
    final event = _eventQueue.first;

    /// crashes here.
    if (td.condition(event.event)) {
      print('it worked');
    }
  }
}

class TransitionDefinition<E extends Event> {
  TransitionDefinition({required this.condition});
  final GuardCondition<E> condition;
}

void main() async {
  final fork = Fork<OnBadAir>(
      TransitionDefinition<OnBadAir>(condition: (e) => e.quality < 10))
    ..queue(OnBadAir(10));

  await fork._dispatch();
}

错误根源在于：

1. Fork类中的td成员未指定泛型，被隐式推断为TransitionDefinition<Event>，但实际传入的是TransitionDefinition<OnBadAir>。
2. Dart中函数类型是逆变的：bool Function(OnBadAir)无法赋值给bool Function(Event)——后者要求能接收任意Event类型参数，而前者只能处理OnBadAir子类。

方案1：对齐泛型约束（单一事件类型场景） #

修改Fork类，让td的泛型与Fork的泛型E保持一致，并安全转换队列中的事件类型：

class Fork<E extends Event> {
  Fork(this.td);

  // 指定td的泛型为E，与Fork泛型对齐
  TransitionDefinition<E> td;
  final _eventQueue = <_QueuedEvent>[];

  void queue(E event) {
    _eventQueue.add(_QueuedEvent(event));
  }

  Future<void> _dispatch() async {
    assert(_eventQueue.isNotEmpty, 'The event queue is in an invalid state');
    final queuedEvent = _eventQueue.first;
    // 队列中的事件都是通过queue传入的E类型，转换安全
    final event = queuedEvent.event as E;

    if (td.condition(event)) {
      print('it worked');
    }
  }
}

此方案类型安全性高，适合Fork实例仅处理单一事件类型的场景。

方案2：调整条件函数的类型适配（多事件类型场景） #

如果队列需要兼容多种事件类型，可修改GuardCondition的定义，让函数先判断事件类型再处理：

// 修改typedef，参数统一为Event类型
typedef GuardCondition<E extends Event> = bool Function(Event event);

class TransitionDefinition<E extends Event> {
  TransitionDefinition({required this.condition});
  final GuardCondition<E> condition;
}

// 使用时在条件函数内先做类型判断
void main() async {
  final fork = Fork<OnBadAir>(
      TransitionDefinition<OnBadAir>(condition: (event) {
    if (event is OnBadAir) {
      return event.quality < 10;
    }
    return false;
  }))
    ..queue(OnBadAir(10));

  await fork._dispatch();
}

此方案灵活性更高，适合队列中存在多种Event子类的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Brett Sutton