Scala函数类型方差疑问：为何CASE3合法？

首先明确Scala中Function1[-T, +R]的核心规则：函数类型在参数位置逆变，返回值位置协变。具体来说，T1 => R1是T2 => R2的子类当且仅当：

• T2 <: T1（参数逆变：T1是T2的超类，允许用接受更宽泛类型的函数替代接受更具体类型的函数）
• R1 <: R2（返回值协变：R1是R2的子类，允许用返回更具体类型的函数替代返回更宽泛类型的函数）

针对你提到的CASE3，我们分两种情况拆解：

情况1：你的CASE3代码符合规则（编译合法） #

假设你的代码场景是这样的：

class Animal
class Cat extends Animal
class Dog extends Animal

// fun2接受的是「Cat => Animal」类型的函数
def fun2(f: Cat => Animal): Unit = {
  val c = new Cat
  f(c) // 传入Cat类型，与函数参数匹配
}

// CASE3：传入Cat => Cat，编译通过
fun2((c: Cat) => c)

这完全符合方差规则：

• 参数类型完全一致（都是Cat），满足逆变要求；
• 返回值Cat <: Animal，满足协变要求。
  因此Cat => Cat是Cat => Animal的子类，合法传入。你提到的「fun2中会传入Dog」是误解——如果fun2真的传入Dog，编译器会直接报错，因为Cat => Cat的参数不接受Dog类型。

情况2：你误解了fun2的参数类型（编译不合法） #

如果fun2的定义是接受Animal => Animal类型的函数：

def fun2(f: Animal => Animal): Unit = {
  val d = new Dog
  f(d) // 传入Dog类型
}

// 尝试传入Cat => Cat，编译报错
fun2((c: Cat) => c)

此时编译器会直接抛出类型不匹配错误，因为Cat => Cat不满足Animal => Animal的方差要求：

• 参数位置需要Animal <: Cat（逆变要求），但Cat是Animal的子类，不成立；
• 虽然返回值Cat <: Animal满足协变要求，但参数位置不达标，整体类型不兼容。

关键结论 #

• 若Cat => Cat能被合法传入，说明目标函数的参数类型一定满足方差规则：要么参数类型是Cat的超类（逆变），要么返回值类型是Cat的超类（协变）；
• 任何会传入Dog给参数函数的场景，都要求参数函数的参数类型是Animal或Dog的超类，此时Cat => Cat不可能被合法传入——编译器会直接拦截这种类型不安全的代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fred_03