공변성, 반공변성

JeongSeulho

2024년 07월 29일

1. 공변성과 반공변성

공변성 : A가 B의 서브타입이면, T<A>는 T<B>의 서브타입이다.
반공변성 : A가 B의 서브타입이면, T<B>는 T<A>의 서브타입이다.

타입스크립트는 기본적으로 공변성을 따르지만 strictFunctionTypes 옵션이 true인 경우 함수의 파라미터는 반공변성을 따른다.(strict mode가 아닌 경우 이변성을 따름)

2. 공변성

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// 조건부 타입 : T가 P에 속해있으면 ? true : false
type IsSubtypeOf<T, P> = T extends P ? true : false;

// string은 string | number의 서브타입이다.
type T0 = IsSubtypeOf<string, string | number>; // true

// Array<string>은 Array<string | number>의 서브타입이다.
type T1 = IsSubtypeOf<Array<string>, Array<string | number>>; // true
// Array<string | number>은 Array<string>의 서브타입이 아니다.
type T2 = IsSubtypeOf<Array<string | number>, Array<string>>; // false

// { a: string; b: number }은 { a: string | number; b: number }의 서브타입이다.
type T3= IsSubtypeOf<{ a: string; b: number }, { a: string | number; b: number }>; // true
// { a: string | number; b: number }은 { a: string; b: number }의 서브타입이 아니다.
type T4 = IsSubtypeOf<{ a: string | number; b: number }, { a: string; b: number }>; // false

3. 반공변성

함수의 파라미터에서는 반공변성을 따른다, 아래 예에서 (x: string | number) => number는 (x: string) => number의 서브타입이다.

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function a(x: string): number {
  return 0;
}

type B = (x: string | number) => number;

let b: B = a; // ERROR - string | number' 형식은 'string' 형식에 할당할 수 없습니다,  'number' 형식은 'string' 형식에 할당할 수 없습니다.

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function a(x: string | number): number {
  return 0;
}

type B = (x: string) => number;

let b: B = a;

4. 공변성과 반공변성의 시스템 이해하기

공변성의 경우 직관적으로 이해할 수 있지만 반공변성은 직관적이지도 않으며, 왜 저렇게 동작하도록 했는지 궁금하여 정리한다.
타입을 설정하는 근본적인 이유는 안전하게 사용하기 위함이다. 공변성과 반공변성은 모두 타입 안전성을 보장하기 위한 것이다.

4.1 일반 변수 할당과 리턴 타입에 대한 공변성

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type FN2 = (x: string) => string | number;
const fn2: FN2 = (x: string) => 'string';

type SN = string | number;
let sn: SN = 'string';

이러한 변수와 리턴의 타입을 정했다는 것은 내가 사용할 값의 범위를 정했다는 것이다, 당연히 내가 사용할 값의 범위(타입)내에 실제 구현체가 있어야 한다.

4.2 함수 파라미터 타입에 대한 반공변성

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type FN1 = (x: string | number) => null;
const fn1: FN1 = (x: string) => null; // ERROR

함수 파라미터에 대한 반공변성은 함수가 사용할 값의 범위를 정했다는 것이다, 내가 아닌 함수가 사용할 값이기 때문에 함수가 사용할 값의 범위(실제 구현체)내에 타입이 있어야 한다.
위의 예에서 fn1은 string만을 처리할 수 있는 함수인데, 타입으로는 number도 처리가능하다고 정의했기 때문에 에러가 발생한다.
즉 값의 사용 주체가 나인지 함수인지에 따라 공변성과 반공변성이 달라진다, 사용 주체가 함수라면 해당 함수의 구현체를 기준으로 그 보다 좁은 범위의 파라미터 타입을 주어야 안전하게 사용할 수 있다.

공변성

반공변성

출처

inpa님의 tistory undefcat님의 velog