这篇文章主要介绍“C#泛型的逆变协变是什么”的相关知识,小编通过实际案例向大家展示操作过程,操作方法简单快捷,实用性强,希望这篇“C#泛型的逆变协变是什么”文章能帮助大家解决问题。
一般来说, 泛型的作用就类似一个占位符, 或者说是一个参数, 可以让我们把类型像参数一样进行传递, 尽可能地复用代码。
我有个朋友, 在使用的过程中发现一个问题
IFace<object> item = new Face<string>(); // CS0266
public interface IFace<T>
{
string Print(T input);
}
public class Face<T> : IFace<T>
{
public string Print(T input) => input.ToString();
}
Q:  
string
明明是 object
的子类, 为啥这样赋值会报错呢???A:   因为
Face<string>
实现的是 IFace<string>
, 而 IFace<string>
并不是 IFace<object>
的子类Q:   但是
string
是 object
的子类啊, IFace<string>
可不就是 IFace<object>
吗?A:   如果只论接口定义, 看起来确实是这样的, 但是你要看内部实现的方法,
IFace<string>
的 Print
方法参数是 string
, 但是 IFace<object>
的 Print
参数是 object
, 如果上面的赋值可以成立, 就意味着允许 Print(string input)
方法传递任意类型的对象, 这样明显是有问题的Q:   但是我曾经看到过
IEnumerable<object> list = new List<string>();
这个为什么就可以A:   这就要讲到C#泛型里的逆变协变了
Q:   细嗦细嗦
逆变协变
C#泛型中的逆变(in)协变(out)对于不常自定义泛型的开发来说(可能)是个很难理解的概念, 简单来说其表现形式如下
逆变(in):
I<子类> = I<父类>
协变(out): I<父类> = I<子类>
上面例子中提到的
IEnumerable<object> list = new List<string>();
体现的是协变
, 符合一般直觉, 整体上看起来就像是将子类赋值给基类转到
IEnumerable<>
的定义, 我们可以看到public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable
{
new IEnumerator<T> GetEnumerator();
}
泛型
T
之前加了协变的关键词 out
, 代表支持协变, 可以进行符合直觉且和谐的转化前编中提到的代码例子不适用并且也不能改造成协变, 只适合使用逆变
相比于符合直觉且和谐的协变, 逆变是不符合直觉并且别扭的
IFace<string> item = new Face<object>();
public interface IFace<in T>
{
string Print(T input);
}
public class Face<T> : IFace<T>
{
public string Print(T input) => input.ToString();
}
这是一个逆变的例子, 与协变相似, 需要在泛型
T
之前加上关键词 in
对比上方的协变, 逆变看起来就像是将基类赋值给子类, 但这其实符合里氏代换的
当我们调用
item.Print
时, 看起来允许传入的参数为 string
类型, 而实际上最终调用的 Face<object>.Print
是支持 object
的, 传入 string
类型的参数没有任何问题逆变协变的作用
逆变(in)协变(out)的作用就是扩展泛型的用法, 帮助开发者更好地复用代码, 同时通过约束限制可能会出现的破坏类型安全的操作
逆变协变的限制
虽然上面讲了逆变(in)协变(out)看起来是什么样的, 但我的那个朋友还是有些疑问
Q:   那我什么时候可以用逆变, 什么时候可以用协变, 这两个东西用起来有什么限制?
A:   简单来说, 有关泛型
输入
的用逆变
, 关键词是in
, 有关泛型输出
的用协变
, 关键词是out
, 如果接口中既有输入又有输出, 就不能用逆变协变Q:   为什么这两个不能同时存在?
A:  
协变
的表现形式为将子类赋值给基类
, 当进行输出
相关操作时, 输出的对象类型为基类, 是将子类转为基类, 你可以说子类是基类;逆变
的表现形式为将基类赋值给子类
, 当进行输入
相关操作时, 输入的对象为子类, 是将子类转为基类, 这个时候你也可以说基类是子类;如果同时支持逆变协变, 若先进行子类赋值给基类的操作, 此时
输出
的是基类, 子类转为基类并不会有什么问题, 但进行输入
操作时就是在将基类转为子类, 此时是无法保证类型安全的;Q:   听不懂, 能不能举个例子给我?
A:   假设
IEnumerable<>
同时支持逆变协变, IEnumerable<object> list = new List<string>();
进行赋值后, list
中实际保存的类型是string
, item.First()
的输出
类型为object
, 实际类型是string
, 此时说string
是object
没有任何问题, 协变可以正常发挥作用;但是如果支持了逆变, 假设我们进行
输入
类型的操作, item.Add()
允许的参数类型为 object
, 可以是任意类型, 但是实际上支持string
类型, 此时的object
绝无可能是string
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