型の分散(variance)とは何ですか(共変性と反変性)?

Question

Accepted Answer

**分散(variance)** は、複合型の部分型関係が、その構成要素の部分型関係とどう関係するかを表します。つまり、`Container_{` が `Container` に代入可能なのはどんなときか、ということです。

`Dog` を `Animal` の部分型とします。

## 共変性(covariance) — 方向を保つ(直感的なケース)

```ts
let dogs: Dog[] = [];
let animals: Animal[] = dogs; // ✅ Dog[] is assignable to Animal[]
```

戻り値の型と配列は **共変** です。`Dog` ⊆ `Animal` なら `Dog[]` ⊆ `Animal[]` となります。`Dog` を返す関数は、`Animal` を返す関数が期待される場所で使えます。

## 反変性(contravariance) — 方向を逆転させる(関数の引数)

```ts
type Handler = (arg: T) => void;
let animalHandler: Handler = (a) => {};
let dogHandler: Handler = animalHandler; // ✅ (with strictFunctionTypes)
// a handler that accepts ANY Animal can safely handle a Dog
```

関数の **引数** は反変です。`Handler` は `Handler` に代入可能で、これは要素の関係とは *逆* です。これは健全です。あらゆる動物を扱えるものは、当然ながら犬も扱えるからです。

## メソッドにおける健全でないデフォルト

```ts
// Method parameters in TS are bivariant by default (a known unsound convenience)
interface Comparer { compare(a: T): void; }
```

TypeScript は、独立した関数型を反変的にチェックするのは `strictFunctionTypes` の下だけです。メソッドの引数は利便性のために意図的に **双変(bivariant)** であり、これは技術的には健全ではありません。

## なぜ重要なのか

分散は、特定の代入がなぜ許可される、あるいは拒否されるのかを説明します。なぜ `Dog[]` が `Animal[]` に収まるのに、`(d: Dog) => void` というコールバックが常に `(a: Animal) => void` の代わりになれるとは限らないのか、ということです。

これを理解することは、ジェネリックな API を設計する(例えば読み取り専用 vs 書き込み位置)際や、関数やジェネリックが絡む紛らわしい「代入できません」というエラーを読み解く際に役立ちます。}