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강좌5 - TypeScript - 일 년 전 등록 / 3달 전 수정

공변성과 반공변성

타입스크립트를 할 때 많이 당황하는 개념이 타입 간의 포함관계입니다.

어떤 타입은 다른 타입에 들어가는데 어떤 타입은 안 들어가서 당황스러운 경우가 있습니다. 이럴 때는 공변성과 반공변성이라는 개념을 알아야 합니다. 용어부터 어려워 보이는데 저도 자주 헷갈려서 포스트로 정리합니다.

  • 공변성: A->B일 때 T<A> -> T<B>인 경우
  • 반공변성: A->B일 때 T<B> -> T<A>인 경우
  • 이변성: A->B일 때 T<A> -> T<B>도 되고 T<B> -> T<A>도 되는 경우
  • 불변성: A->B더라도 T<A> -> T<B>도 안 되고 T<B> -> T<A>도 안 되는 경우

이렇게 네 가지로 정리할 수 있을 것 같습니다. 뭔 소리인가 싶겠지만 이들 용어는 타입스크립트에서 타입 간에 서로 대입을 할 때 대입이 되는 경우와 대입이 안 되는 경우를 파악하기 위해 알아두어야 합니다. 코드로 보면 이해하기 쉽기 때문에 아래를 참고해주세요.

기본적으로 타입스크립트에서는 공변성을 갖고 있지만, 함수의 매개변수는 반공변성을 갖고 있습니다(strict 모드 기준, 정확히는 strictFunctionTypes 옵션). strict 모드가 아니라면 이변성을 갖고 있습니다.

말로 하면 헷갈리니 실제 코드로 테스트를 해봅시다. strict 모드가 적용된 상황입니다. 항상 코드에서 누가 더 포함 범위가 넓은 타입인가를 확인해야 합니다. 함수의 return 타입을 보면 b가 a보다 넓은 타입입니다. number -> number | string이니까요. 즉, a -> b 입니다.

function a(x: string): number {
  return 0;
}
type B = (x: string) => number | string;
let b: B = a;

따라서 a를 b에 대입하는 것은 문제되지 않습니다. 좁은 타입을 넓은 타입에 대입할 수 있으니까요. 이게 공변성입니다. 반대로 해볼까요? b -> a인 상황에서 b에 a를 대입하려고 합니다.

function a(x: string): number | string {
  return 0;
}
type B = (x: string) => number;
let b: B = a; // string | number' 형식은 'number' 형식에 할당할 수 없습니다.

넓은 타입을 좁은 타입에 대입하려고 하니 문제가 생기죠. 여기서 strict 모드를 해제하면 어떻게 될까요? 여전히 에러가 발생합니다. 즉, 리턴값에 대해서는 항상 공변성을 가진다고 볼 수 있습니다.

그런데 매개변수의 경우는 반공변성을 가진다고 했죠? 다음을 봅시다. 매개변수를 보면 string -> string | number인 상황입니다. b -> a인 상황인데 a를 b에 대입할 수 있습니다.

function a(x: string | number): number {
  return 0;
}
type B = (x: string) => number;
let b: B = a;

반대는 불가능합니다.

function a(x: string): number {
  return 0;
}
type B = (x: string | number) => number;
let b: B = a; // string | number' 형식은 'number' 형식에 할당할 수 없습니다. 

에러가 발생하게 되죠. 즉 매개변수의 경우는 반공변성을 가짐을 확인했습니다.

여기서 strict 모드를 해제하면 어떻게 될까요? return값이었을 때와는 다르게 에러가 발생하지 않습니다! 즉, 매개변수는 strict 모드일때는 반공변성, strict 모드가 아닐 때는 이변성을 가집니다.

앞으로 이들간의 관계를 참고해서 대입하거나 대입하지 않으면 됩니다. 매개변수는 반공변성이라는 것만 기억해도 될 것 같습니다.

참고: 기본적으로 매개변수가 이변성을 가지는 이유는 리턴값은 공변성을 가지는데 매개변수는 반공변성을 가짐으로 인해서 생기는 문제들이 생각보다 많이 때문입니다. 

(x: string) => string, (x: string | number) => string | number는 상호간에 대입이 불가능합니다. 리턴값은 공변성, 매개변수는 반공변성이기 때문이죠. 하지만 대입할 일이 생각보다 많습니다. 이런 문제 때문에 기본적으로 이변성을 갖게 해두었습니다.

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