Minha resposta (pragmática) para a questão:
O motivo de só ser seguro retornar um subtipo do tipo de retorno da função original (+R
) fica claro analisando um caso concreto:
Considerando que Gato
é um subtipo de Animal
.
class Gato extends Animal
Repare no seguinte exemplo onde f <: g
:
g: (Int => Animal)
f: (Int => Gato)
Fica claro que para poder usar f
no lugar de g
, f
precisa retornar um subtipo de R
, i.e., Gato <: Animal
; caso contrário f
poderia retornar um tipo fora de conformidade com a assinatura de g
(um tipo que não fosse um Animal
).
A regra oposta (-A
) pode ser entendida por outro exemplo prático em que novamente f <: g
:
g: (Gato => Int)
f: (Animal => Int)
Fica claro que para poder usar f
no lugar de g
, f
precisa receber um supertipo de A
, i.e., Animal >: Gato
; caso contrário f
poderia receber um tipo fora de conformidade com a assinatura de g
. (não há nenhum problema em f
também atender outros subtipos de Animal
, desde que Gato
seja um deles para satisfazer a assinatura de G
).
P.S.: Essa segunda parte pode soar um pouco estranha para programadores Java, uma vez que a linguagem não permite que um método seja sobrescrito por outro com argumentos de tipos mais amplos. Essa foi uma decisão de linguagem (que Scala também abraçou, funções e métodos são duas coisas diferentes); o motivo mais provável para a decisão é que permitir esse tipo de sobrescrita junto a capacidade de sobrecarga traria uma série de complicações para a linguagem (mais informações no SOE).