EasyText, EasyLicense 的作者, https://github.com/EasyHelper Good Good Study,Day Day Up.

 

深入理解 C# 协变和逆变

msdn 解释如下:

协变是指能够使用与原始指定的派生类型相比,派生程度更大的类型。

逆变则是指能够使用派生程度更小的类型。

 

解释的很正确,大致就是这样,不过不够直白。

直白的理解:

协变”->”和谐的变”->”很自然的变化”->string->object :协变。

逆变”->”逆常的变”->”不正常的变化”->object->string 逆变。

 

上面是个人对协变和逆变的理解,比起记住那些派生,类型,原始指定,更大,更小之类的词语,个人认为要容易点。

 

下面是一则笑话:

一个星期的每一天应该这样念:

星期一 = 忙day;
星期二 = 求死day;
星期三 = 未死day;
星期四 = 受死day;
星期五 = 福来day;
星期六 = 洒脱day;
星期天 = 伤day

 

为了演示协变和逆变,以及之间的区别,请创建控制台程序CAStudy,手动添加两个类:

image

因为是演示,所以都是个空类,

只是有一点记住Dog 继承自Animal,

所以Dog变成Animal 就是和谐的变化(协变),而如果Animal 变成Dog就是不正常的变化(逆变)

 

Main函数中输入:

image

 

因为Dog继承自Animal,所以Animal aAnimal = aDog; aDog 会隐式的转变为Animal.

但是List<Dog> 不继承List<Animal> 所以出现下面的提示:

image

 

如果想要转换的话,应该使用下面的代码:

List<Animal> lstAnimal2 = lstDogs.Select(d => (Animal)d).ToList();

 

可以看到一个lstDogs 变成lstAnimal 是多么复杂的操作了。

正因如此,所以微软新增了两个关键字:Out,In,下面是他们的msdn解释:

image

image

 

协变的英文是:“covariant”,逆变的英文是:“Contravariant

为什么Microsoft选择的是”Out” ”In” 作为特性而不是它们呢?

 

我个人的理解:

因为协变和逆变的英文太复杂了,并没有体现协变和逆变的不同,但是out in 却很直白。

out: 输出(作为结果),in:输入(作为参数)

所以如果有一个泛型参数标记为out,则代表它是用来输出的,只能作为结果返回,而如果有一个泛型参数标记为in,则代表它是用来输入的,也就是它只能作为参数。

 

目前out in 关键字只能在接口和委托中使用,微软使用out in 标记的接口和委托大致如下:

image

image

先看下第一个IEnumerable<T>

image 

 

和刚开始说的一样,T out 标记,所以T代表了输出,也就是只能作为结果返回。

public static void Main()

{

    Dog aDog = new Dog();

    Animal aAnimal = aDog;

 

    List<Dog> lstDogs = new List<Dog>();

    //List<Animal> lstAnimal = lstDogs;

    List<Animal> lstAnimal2 = lstDogs.Select(d => (Animal)d).ToList();

 

    IEnumerable<Dog> someDogs = new List<Dog>();

    IEnumerable<Animal> someAnimals = someDogs;

}

 

因为T只能做结果返回,所以T不会被修改, 编译器就可以推断下面的语句强制转换合法,所以

IEnumerable<Animal> someAnimals = someDogs;

可以通过编译器的检查,反编译代码如下:

image

 

虽然通过了C#编译器的检查,但是il 并不知道协变和逆变,还是得乖乖的强制转换。

在这里我看到了这句话:

IEnumerable<Animal> enumerable2 = (IEnumerable<Animal>) enumerable1;

那么是不是可以List<Animal> lstAnimal3 = (List<Animal>)lstDogs; 呢?

想要回答这个问题需要在回头看看Clr via C# 关于泛型和接口的章节了,我就不解释了,

答案是不可以。

 

上面演示的是协变,接下来要演示下逆变。

为了演示逆变,那么就要找个in标记的接口或者委托了,最简单的就是:

clip_image002  

 

Main函数中添加:

Action<Animal> actionAnimal = new Action<Animal>(a => {/*让动物叫*/ });

Action<Dog> actionDog = actionAnimal;

actionDog(aDog);

 

很明显actionAnimal 是让动物叫,因为DogAnimal,那么既然Animal 都能叫,Dog肯定也能叫。

 

In 关键字:逆变,代表输入,代表着只能被使用,不能作为返回值,所以C#编译器可以根据in关键字推断这个泛型类型只能被使用,所以Action<Dog> actionDog = actionAnimal;可以通过编译器的检查。

 

再次演示Out关键字:

添加两个类:

public interface IMyList<out T>

{

    T GetElement();

}

 

public class MyList<T> : IMyList<T>

{

    public T GetElement()

    {

        return default(T);

    }

}

 

因为out 关键字,所以下面的代码可以通过编译

IMyList<Dog> myDogs = new MyList<Dog>();

IMyList<Animal> myAnimals = myDogs;

 

将上面的两个类修改为:

public interface IMyList<out T>

{

    T GetElement();

    void ChangeT(T t);

}

 

public class MyList<T> : IMyList<T>

{

    public T GetElement()

    {

        return default(T);

    }

 

    public void ChangeT(T t)

    {

        //Change T

    }

}

 

编译:

image 

因为Tout修饰,所以T只能作为参数。

 

同样修改两个类如下:

public interface IMyList<in T>

{

    T GetElement();

    void ChangeT(T t);

}

 

public class MyList<T> : IMyList<T>

{

    public T GetElement()

    {

        return default(T);

    }

 

    public void ChangeT(T t)

    {

        //Change T

    }

}

 

这一次使用in关键字。

编译:

image 

 

因为用in关键字标记,所以T只能被使用,不能作为返回值。

 

最后修改代码为:

public interface IMyList<in T>

{

    void ChangeT(T t);

}

 

public class MyList<T> : IMyList<T>

{

    public void ChangeT(T t)

    {

        //Change T

    }

}

 

编译成功,因为in代表了逆变,所以

IMyList<Animal> myAnimals = new MyList<Animal>();

IMyList<Dog> myDogs = myAnimals;

 

可以编译成功!。

posted @ 2012-03-13 08:17  LoveJenny  阅读(...)  评论(...编辑  收藏
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