泛型方差场景下ArrayList与List的差异及编译报错原因

先看两段代码：

可正常编译的代码 #

class Wraper {
    private fun foo(list: ArrayList<out Number>) {    }
    private fun bar(list: ArrayList<in Number>) {    }

    fun doSome() {
        foo(arrayListOf<Int>())
        bar(arrayListOf<Any>())
    }
}

编译报错的代码 #

// error:
// Projection is conflicting with variance of the corresponding 
// type parameter of List. Remove the projection or replace it with '*'
class Wrapper1 {
    private fun foo(list: List<out Number>) {    }
    private fun bar(list: List<in Number>) {    } // error

    fun doSome() {
        foo(listOf<Int>())
        bar(listOf<Any>()) 
    }
}

报错原因 #

核心问题出在List和ArrayList的泛型方差声明不同：

1. ArrayList是不变类：它的泛型参数没有默认的out/in标记，属于**不变（invariant）**类型。因此你可以通过手动添加out/in投影，临时改变它的协变/逆变特性——比如ArrayList<out Number>表示这个集合只能作为生产者（读取Number类型的值），ArrayList<in Number>表示只能作为消费者（写入Number类型的值），这两种写法都是合法的。
2. List是协变接口：Kotlin中List接口的定义是interface List<out E>，泛型参数E天生被标记为out（协变）。这意味着List本身只能作为生产者，不能被当作消费者使用。此时你给它添加in Number投影，就和它原本的协变声明冲突了，编译器自然会报错。

另外，Wrapper1中的foo(list: List<out Number>)写法是冗余但合法的——因为List已经是协变的，重复加out不会冲突，但完全没必要。

ArrayList与List的关键差异 #

• 泛型方差特性：
  • List是只读接口，天生协变（out E），因此你可以安全地将List<Int>赋值给List<Number>，因为只读集合不会出现类型不安全的写入操作。
  • ArrayList是可变集合的具体实现类，泛型参数默认不变，没有out/in标记。如果需要临时调整它的协变/逆变特性，必须手动添加投影。
• 读写权限：
  • List只提供只读方法（如get()、size），协变特性保证了类型安全。
  • ArrayList是MutableList的实现，支持读写操作，不变的泛型参数避免了像List<in Number>这种矛盾的用法，防止不安全的写入。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者BollMose