هم‌وردایی و پادوردایی (علوم رایانه)

فرهنگستان زبان فارسی، وردیدن از ریشه باستانی ورت (ورتیدن)، را بجای فعل to vary برگزیده است و از این فعل مشتقات وردایی(variance)،وردش(variation)، وردا(variant)، هم‌وردا(covariant)، هم وردایی(covariance)، ناوردا(invariant)، ناوردایی(invariance)، پادوردا(contravariance) را برساخته است.

در سیستم گونه سازی یک زبان برنامه‌نویسی روش گونه سازی یا type constructor

• هم‌ورداست اگر ترتیب زیرگونه ها(≤) از گونه‌های خاص تر به گونه‌های عام تر حفظ شود.
• پادورداست اگر ترتیب زیرگونه‌ها برعکس شود.
• دوورداست اگر همزمان I<A> ≤ I<B> و I<B> ≤ I<A> درست باشد.
• ناورداست اگر هیچ‌کدام از موارد پیش گفته نباشد.

نمونه‌های #C

برای نمونه در سی شارپ:

• <IEnumerable <A یک زیرگونه از <IEnumerable <B است. زیرگونه‌سازی حفظ شده‌است چرا که در سی شارپ <IEnumerable<T هم‌وردا است.
• <Action<B یک زیرگونه از <Action<A است. زیرگونه سازی برعکس شده‌است چرا که در سی شارپ <Action<T پادوردا است.
• <List<A و هیچ‌کدام زیرگونهٔ هم نیستند چرا که در سی شارپ <List<T روی T ناوردا است.

وقتی یک کلاس فرزند یک متود از یک کلاس پدر را Override می‌کند، کامپایلر باید درستی نوع متود را چک کند. در برخی از زبان‌ها نوع باید دقیقاً منطبق بر نوع کلاس پدر باشد (ناوردایی). بر اساس روش زیرگونه سازی معمول برای function typeها، متود override شده می‌تواند نوع خاص تری را برگرداند (هم وردایی) و نوع عام تری را به عنوان آرگومان ورودی بپذیرد (پادوردایی نوع آرگومان). در نمادگان UML، حالت‌های ممکن عبارتند از

• وردایی و override کردن متودها
• زیرگونه سازی نوع آرگومان ورودی یا مقدار بازگشتی متود.

• ناوردایی. signature متود override شده تغییر نمی‌کند، نوع آرگومان ورودی و نوع مقدار بازگشتی متود ثابت می‌ماند.

• هم‌وردا در نوع مقدار بازگشتی. رابطه زیرگونه همانند رابطه ClassA و ClassB و در همان جهت است.

• پادوردا در نوع آرگومان.رابطه زیرگونه برعکس رابطه ClassA و ClassB است.

• هم‌وردا در نوع آرگومان.در این حالت type safe نیست.

برای داشتن نمونه‌های ملموس، فرض کنید کلاسی داریم برای مدل کردن یک پناهگاه جانوران. همچنین کلاس Cat زیرگونه ای از کلاس Animal است.

    class AnimalShelter {
        Animal getAnimalForAdoption() {
          ...
        }

        void putAnimal(Animal animal) {
          ...
        }
    }

پرسش: اگر از کلاس AnimalShelter یک زیرگونه بسازیم چه انواعی برای getAnimalForAdoption و putAnimal پذیرفته می‌شوند؟

هم‌وردایی در نوع مقدار بازگشتی

در زبانی که مقدار بازگشتی هم‌وردا را پشتیبانی می‌کند، کلاس مشتق شده می‌تواند متود getAnimalForAdoption را override کند و متود override شده نوع خاص تری را بازگرداند:

    class CatShelter extends AnimalShelter {
        Cat getAnimalForAdoption() {
         return new Cat();
        }
    }

در میان زبان‌های شی گرا، Java و C++ نوع مقدار بازگشتی هم‌وردا را پشتیبانی می‌کنند در حالیکه C# پشتیبانی نمی‌کند. افزودن نوع مقدار بازگشتی هم‌وردا یکی از نخستین اصلاحات زبان C++ بود که توسط کمیته استاندارد در سال ۱۹۹۸ تأیید شد.

Scala و D نیز نوع مقدار بازگشتی هم‌وردا را پشتیبانی می‌کنند.

هم‌وردایی نوع آرگومان متود

در زبان Eiffel یک متود override شده می‌تواند نوع خاص تری از نوع آرگومان متود کلاس پدر خود بپذیرد (هم‌وردایی در نوع آرگومان). بنابراین، کد زیر را ببینید:

    class CatShelter extends AnimalShelter {
        void putAnimal(Cat animal) {
           ...
        }
    }

این type safe نیست. چرا که با تبدیل CatShelter به AnimalShelter (به اصلاح up-casting)، می‌توان هنگام نوشتن برنامه، یک سگ را در پناهگاه گربه‌ها قرار داد که با توجه به تجاوز از محدودیت‌های آرگومان CatShelter، در زمان اجرا خطا می‌دهد. نبود Type safety (که به عنوان "catcall problem" در جامعه Eiffel نیز شناخته می‌شود) به عنوان مشکل اساسی مطرح است.

خلاصه وردایی و ارث بری

جدول زیر روش‌های overriding متودها در برخی از زبان‌های برنامه‌نویسی را نشان می‌دهد.

این اصطلاحات از مفهوم عملگر در نظریه رده‌ها آمده‌است. رده ${\displaystyle C}$

• وراثت (برنامه‌نویسی شیءگرا)
• چندریختی (برنامه‌نویسی)