你了解C#的协变和逆变吗,看完这篇就懂了

从C# 4.0开始，泛型接口和泛型委托都支持协变和逆变，由于历史原因，数组也支持协变。

里氏替换原则：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。

协变（out）

• 协变：即自然的变化，遵循里氏替换原则，表现在代码上则是任何基类都可以被其子类赋值，如Animal = Dog、Animal = Cat
• 使用out关键字声明（注意和方法中修饰参数的out含义不同）
• 被标记的参数类型只能作为方法的返回值（包括只读属性）
• 在没有协变时：

abstract class Animal {}
class Dog : Animal {}
class Cat : Animal {}

interface IPoppable<T>
{
  T Pop();
}
class MyStack<T> : IPoppable<T>
{
  private int _pos;
  private readonly T[] _data = new T[100];

  public void Push(T obj) => _data[_pos++] = obj;
  public T Pop() => _data[--_pos];
}

以下代码是无法通过编译的

var dogs = new MyStack<Dog>();
IPoppable<Animal> animals1 = dogs; // 此处会发生编译错误
Stack<Animal> animals2 = dogs; // 此处会发生编译错误

此时，我们如果需要为动物园饲养员新增一个输入参数为Stack<Animal>饲喂的方法，一个比较好的方法是新增一个约束泛型方法：

class Zookeeper
{
  public static void Feed<T>(IPoppable<T> animals) where T : Animal {}
}
// 或者
class Zookeeper
{
  public static void Feed<T>(Stack<T> animals) where T : Animal {}
}

// Main
Zookeeper.Feed(dogs);

现在，C#增加了协变

使IPoppable<T>接口支持协变

// 仅仅增加了一个 out 声明
interface IPoppable<out T>
{
  T Pop();
}

简化Feed方法

class Zookeeper
{
  public static void Feed(IPoppable<Animal> animals) {}
}

// Main
Zookeeper.Feed(dogs);

协变的天然特性——仅可作为方法返回值，接口（或委托）外部无法进行元素添加，确保了泛型类型安全性，所以不用担心Dog的集合中出现Cat

常用的支持协变的接口和委托有：

• IEnumerable
• IEnumerator
• IQueryable
• IGrouping<out TKey, out TElement>
• Func等共17个
• Converter<in TInput, out TOutput>

IEnumerable<Dog> dogs = Enumerable.Empty<Dog>();
IEnumerable<Animal> animals = dogs;

var dogList = new List<Dog>();
IEnumerable<Animal> animals = dogList;

另外，由于历史原因，数组也支持协变，例如

var dogs = new Dog[10];
Animal[] animals = dogs;

但是无法保证类型安全性，以下代码可正常进行编译，但是运行时会报错

animals[0] = new Cat(); // 运行时会报错

逆变(in)

• 逆变：即协变的逆向变化，实质上还是遵循里氏替换的原则，将子类赋值到基类上
• 使用in关键字声明
• 被标记的参数类型只能作为方法输入参数（包括只写属性）
• 例如：

abstract class Animal {}
class Dog : Animal {}
class Cat : Animal {}

interface IPushable<in T>
{
  void Push(T obj);
}
class MyStack<T> : IPushable<T>
{
  private int _pos;
  private readonly T[] _data = new T[100];

  public void Push(T obj) => _data[_pos++] = obj;
  public T Pop() => _data[--_pos];
}

// Main
var animals = new MyStack<Animal>();
animals.Push(new Cat());
IPushable<Dog> dogs = animals;
dogs.Push(new Dog());

逆变的天然特性——仅可作为方法输入参数，接口（或委托）无法进行元素获取，即只能将子类赋值到父类上，进而保证了类型安全性。

另外，常用支持逆变的接口和委托有：

• IComparer
• IComparable
• IEqualityComparer
• Action等共16个
• Predicate
• Comparison
• Converter<in TInput, out TOutput>

Action<Animal> animalAction = new Action<Animal>(a => { });
Action<Dog> DogAction = animalAction;

到此这篇关于你了解C#的协变和逆变吗,看完这篇就懂了的文章就介绍到这了,更多相关C# 协变逆变内容请搜索小牛知识库以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持小牛知识库！