c#学习笔记----------------------------协变和逆变 - 我们打工人

协变和逆变
协变和逆变能够实现数组类型、委托类型和泛型类型参数的隐式引用转换。协变保留分配兼容性，逆变则与之相反。
协变
以下代码演示支持协变与不支持协变的泛型和数组的区别

        //泛型委托
        public delegate T MyFuncA<T>();//不支持逆变与协变
        public delegate T MyFuncB<out T>();//支持协变
        //泛型接口
        public interface IFlyA<T>
        { }//不支持逆变与协变
        public interface IFlyB<out T>
        { }//支持协变
        private static void Main(string[] args)
        {
            string str = "string";
            object obj = str;
            Console.WriteLine("c#中可以安全地把str的引用赋给obj引用");
            MyFuncA<object> funcAObject = null;
            MyFuncA<string> funcAString = null;
            MyFuncB<object> funcBObject = null;
            MyFuncB<string> funcBString = null;
            MyFuncB<int> funcBInt = null;
            //funcAObject=funcAString;//编译失败，MyFuncA不支持逆变与协变
            funcBObject = funcBString;//编译成功，MyFuncB支持协变
            //funcBObject=funcBInt;//编译失败，值类型不参与协变
            Console.WriteLine("支持协变的泛型，可以安全地把funcBObject的引用赋给funcBObject引用");
            //接口

            IFlyA<object> flyAObject = null;
            IFlyA<string> flyAString = null;
            IFlyB<object> flyBObject = null;
            IFlyB<string> flyBString = null;
            IFlyB<int> flyBInt = null;

            //flyAObject = flyAString;//编译失败，IFlyA不支持逆变与协变
            flyBObject = flyBString;//编译成功，IFlyB支持协变
            //flyBObject = flyBInt;//编译失败，值类型不参与协变或逆变
            Console.WriteLine("支持协变的泛型接口同理，可以安全地把flyBString的引用赋给flyBObject引用");
            //数组：
            string[] strings = new string[] { "string" };
            object[] objects = strings;
            Console.WriteLine("数组可以安全地把strings的引用赋给objects引用");
            Console.ReadLine();
        }

关于协变的定义：

协变就是对具体成员的输出参数进行一次类型转换，且类型转换的准则是 “里氏替换原则”。
逆变

   //泛型委托
   public delegate T MyFuncA<T>();//不支持逆变与协变

   public delegate T MyFuncB<out T>();//支持协变

   public delegate void MyActionA<T>(T param);//不支持逆变与协变

   public delegate void MyActionB<in T>(T param);//支持逆变

   //泛型接口
   public interface IFlyA<T>
   { }//不支持逆变与协变

   public interface IFlyB<out T>
   { }//支持协变

   public interface IPlayA<T>
   { }//不支持逆变与协变

   public interface IPlayB<in T>
   { }//支持逆变

   private static void Main(string[] args)
   {
       string str = "string";
       object obj = str;
       Console.WriteLine("c#中可以安全地把str的引用赋给obj引用");
       MyFuncA<object> funcAObject = null;
       MyFuncA<string> funcAString = null;
       MyFuncB<object> funcBObject = null;
       MyFuncB<string> funcBString = null;
       MyFuncB<int> funcBInt = null;
       //funcAObject=funcAString;//编译失败，MyFuncA不支持逆变与协变
       funcBObject = funcBString;//编译成功，MyFuncB支持协变
       //funcBObject=funcBInt;//编译失败，值类型不参与协变
       Console.WriteLine("支持协变的泛型，可以安全地把funcBObject的引用赋给funcBObject引用");
       //接口

       IFlyA<object> flyAObject = null;
       IFlyA<string> flyAString = null;
       IFlyB<object> flyBObject = null;
       IFlyB<string> flyBString = null;
       IFlyB<int> flyBInt = null;

       //flyAObject = flyAString;//编译失败，IFlyA不支持逆变与协变
       flyBObject = flyBString;//编译成功，IFlyB支持协变
       //flyBObject = flyBInt;//编译失败，值类型不参与协变或逆变
       Console.WriteLine("支持协变的泛型接口同理，可以安全地把flyBString的引用赋给flyBObject引用");
       //数组：
       string[] strings = new string[] { "string" };
       object[] objects = strings;
       Console.WriteLine("数组可以安全地把strings的引用赋给objects引用");
       Console.ReadLine();
       object[] array = new String[10];

       //
       MyActionA<object> actionAObject = null;
       MyActionA<string> actionAString = null;
       MyActionB<object> actionBObject = null;
       MyActionB<string> actionBString = null;
       actionAString = actionAObject;//MyActionA不支持逆变与协变,编译失败
       actionBString = actionBObject;//变了，逆变

       IPlayA<object> playAObject = null;
       IPlayA<string> playAString = null;
       IPlayB<object> playBObject = null;
       IPlayB<string> playBString = null;
       playAString = playAObject;//IPlayA不支持逆变与协变,编译失败
       playBString = playBObject;//变了，逆变
   }

关于逆变的定义

逆变就是对具体成员的输入参数进行一次类型转换，且类型转换的准则是"里氏替换原则"。
总结
总结有以下几点：
- 以前的泛型系统（或者说没有in/out关键字时），是不能“变”的，无论是“逆”还是“顺（协）”。
- 当前仅支持接口和委托的逆变与协变，不支持类和方法。但数组也有协变性。
- 值类型不参与逆变与协变。
那么in/out是什么意思呢？为什么加了它们就有了“变”的能力，是不是我们定义泛型委托或者接口都应该添加它们呢？

原来，在泛型参数上添加了in关键字作为泛型修饰符的话，那么那个泛型参数就只能用作方法的输入参数，或者只写属性的参数，不能作为方法返回值等，总之就是只能是“入”，不能出。out关键字反之。
自问自答
1、协变、逆变为什么只能针对泛型接口或者委托？而不能针对泛型类？

因为它们都只能定义方法成员（接口不能定义字段），而方法成员在创建对象的时候是不涉及到对象内存分配的，所以它们是类型（内存）安全的。

为什么不针对泛型？因为泛型类是模板类，而类成员是包含字段的，不同类型的字段是影响对象内存分配的，没有派生关系的类型它们是不兼容的，也是内存不安全的。

2、协变、逆变为什么是类型安全的？

本质上是里氏替换原则，由里氏替换原则可知：派生程度小的是派生程度大的子集，所以子类替换父类的位置整个程序功能都不会发生改变。

3、官方对协变、逆变的定义现在是否能看懂？

上面看懂了，官方定义肯定也是没问题的。派生程度小可以理解为基类，派生程度大可以理解为子类或派生类，至于为什么用程度这个词，是因为继承链的深度是没限制的。

4、为什么 in 、out 只能是单向的（输入或输出）？

因为若类型参数同时为输入参数和输出参数，则必然会有一种转换不符合里氏替换原则，即将父类型的变量赋值给子类型的变量，这是不安全的所以需要明确指定 in 或 out。
参考文章链接
https://www.cnblogs.com/lemontea/archive/2013/02/17/2915065.html
https://www.cnblogs.com/JingShaoHui/p/14321835.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/629649432
https://blog.csdn.net/poorkick/article/details/114006840

posted on 2024-01-15 14:44 我们打工人阅读(50) 评论(0) 收藏举报

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协变

关于协变的定义：

逆变

关于逆变的定义

总结

自问自答

参考文章链接