你了解C#的协变和逆变吗

你了解C#的协变和逆变吗

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 Pop();

}
class MyStack : IPoppable
{

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();
IPoppable animals1 = dogs; // 此处会发生编译错误
Stack 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接口支持协变
// 仅仅增加了一个 out 声明
interface IPoppable
{

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
Func等共17个
Converter
IEnumerable dogs = Enumerable.Empty();
IEnumerable animals = dogs;

var dogList = new List();
IEnumerable 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
{

void Push(T obj);

}
class MyStack : IPushable
{

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();
animals.Push(new Cat());
IPushable 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
Action animalAction = new Action(a => { });
Action DogAction = animalAction;
作者：xiaoxiaotank
出处：https://www.cnblogs.com/xiaoxiaotank/