C＃通用多态性[重复]

Posted 2021-04-07

这个问题在这里已有答案：

• C# variance problem: Assigning List<Derived> as List<Base> 4个答案
• Covariance and IList 4个答案

假设有一个像这样的基类叫做Cup：

public abstract class Cup { }

让我们假设继承PaperCup和继承Cup类的PlasticCup的PaperCup。

public class PlasticCup : PaperCup { }
public class PaperCup : Cup { }

并假设Main类中有两种方法。

static void Test01 (PaperCup cup) { }
static void Test02 (Cup cup) { }

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TEST1

PaperCup A = new PaperCup();
Test01(A);
Test02(A);

以上代码工作正常。 A实例可以传递给那两个函数，因为它是PaperCup本身并且它继承了Cup基类。

TEST2

PlasticCup B = new PlasticCup();
Test01(B);
Test02(B);

上面的代码仍然正常。 B实例也可以被函数采用，虽然它是PlasticCup但它继承PaperCup并且它最终来自Cup。

但是泛型!!

我们来看看以下方法。

static void Test010 (IList<PaperCup> cup) { }
static void Test011(IList<PlasticCup> cup) { }
static void Test012(IList<Cup> cup) { }

以下试验将在两次方法调用中失败。

IList<PlasticCup> BB = new List<PlasticCup>();
Test010(BB); // Fail CS1503 Compiler Error
Test011(BB);
Test012(BB); // Fail CS1503 Compiler Error

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简单的问题

为什么在使用Generic时将派生类型传递给这些函数是不可能的？是不是应该工作，因为C＃是一种OOP语言？

答案

好的，想象一下允许以下内容：

IList<Cup> plasticCups = new List<PlasticCup>();

那么以下是可能的：

plasticCups.Add(new PaperCup()); //ouch!

而你刚刚在一个塑料杯列表中插入了一个纸杯。这似乎不对。

你问的是generic type variance。 IList<T>在T中是不变的，因为任何其他选项（协变或逆变）都是不安全的。

C＃允许接口和委托中的泛型类型差异，但只有在编译器可以确保其安全时才允许。

例如IEnumerable<out T>在T中是协变的，因为你不能将纸杯插入IEnumerable<PlasticCup>（规则实际上是类型T从未用作方法参数），所以以下是完全安全的并且将编译：

IEnumerable<Cup> plasticCups = Enumerable.Empty<PlasticCup>();

值得注意的是，由于C＃诞生时“支持其他现有语言特性”的原因，数组也支持类型差异，但它完全被破坏了。使用数组这是完全合法的：

object[] strings = new string[] { .... }
strings[0] = new object(); //oh oh

而且你会得到一个不幸的运行时异常。使用泛型这不可能发生。