泛型协变与抗变

Posted 2022-05-11 hulizhong

前言

　　在.NET 4之前，泛型接口是不变的。.NET 4通过协变和抗变为泛型接口和泛型委托添加了一个重要的扩展。协变和抗变指对参数和返回值的类型进行转换。

　　我们来看下到底什么是协变什么是抗变：
　　如果某个返回的类型可以由其基类替换，那么这个类型就是支持协变的
　　如果某个参数类型可以由其派生类替换，那么这个类型就是支持逆变（抗变）的。

函数的类型转换

　　在理解协变与抗变之前，我们看下面这个例子：

  class Program
     
        public static string Tmain(object o)
        
            return "aaa";
        

        static void Main(string[] args)
        
            string a = "aaa";
            object b = Tmain(a);
        

     

 

　　我们仔细看下这个传值和返回。注意其中发现了两次隐式转换。

　　　　1、向函数传值的时候 参数a从string类型转换成object类型

　　　　2、最后接收返回值的时候b由string类型转换成object类型

　　我们在返回函数来看。

　　　　1、 String Tmain(object o) 可以转换成string Tmain(string o)

　　　　2、 String Tmain(string o) 可以转换成 object Tmain(string o)

　　在这里，也就是说函数输入的时候输入类型可以从object转换成string。基类-派生类

　　在函数输出时，函数的输出类型（返回类型）从string转换成object。派生类-基类。

　　这里就比较接近泛型接口的协变和抗变的概念了。我们再看我们开头的概念

 

　　如果某个返回的类型可以由其基类替换，那么这个类型就是支持协变的
　　如果某个参数类型可以由其派生类替换，那么这个类型就是支持逆变（抗变）的。

 

理解泛型接口的协变和抗变（in、out）

　　我们下面来看看泛型接口的协变及抗变的例子：

　　首先我们看下协变，在C#高级编程（第十一版）中指出，如果泛型类型用out关键字标注，泛型接口就是协变的。这也就意味着返回类型只能是T。

    /// <summary>
    /// 标识out，意味着返回类型只能是T
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    interface Itest<out T>
    
        T Tmain(object value);
    

 
    public class Test : Itest<string>
    
        public string Tmain(object value)
        
            return value.ToString();
        
 

 

我们调用时：

 static void Main(string[] args)
        
            Itest<string> itest = new Test();
            Itest<object> itestObj = itest;
        

 

　　在这里，我们最后接收其返回值的时候，理应由string类型进行接收的，但是这里我们可以修改，由其基类object类型进行替换。也就是在某个返回类型可以由其基类替换的时候，也就是支持协变了。注意其关键点。返回类型、由基类替换派生类。

 

 

　　然后我们再看看那抗变也可称为逆变。在C#高级编程中指出的概念：如果泛型类型用in关键字标注，泛型接口就是抗变的。这样，接口只能把泛型类型T用作其方法的输入。

　 /// <summary>
    /// 标识in，意味着输入类型只能是T
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    interface Itest<in T>
    
        string Tmain(T value);
    


    public class Test : Itest<object>
    
        public string Tmain(object value)
        
            return value.ToString();
        
    

 
    class Program
    
        static void Main(string[] args)
        
            Itest<object> itest = new Test();
            Itest<string> itestStr= itest;
        

 

 

　　这里我们看上面这个例子，其中返回类型已经是固定的string类型了。而泛型接口中的泛型类型用来作为参数传递了。我们再看调用时，正常传入object类型的参数，，但是我们修改传入参数类型为string类型也是可以的。也就是我们在参入参数时，参数可以由其派生类替换的话，那么这个类也就是支持抗变（逆变）的。注意其中关键点。传入参数，派生类替换基类。

总结

　　其实在上述例子及其概念中，我们可以发现，泛型接口的协变及抗变，也就是将类型参数返回或者传入的情况，在这情况下进行其类型的隐式转换所遵循的规律。

　　　　协变：（使用关键字out）返回类型可以由其基类所替代的时候，就是支持协变的。

　　　　抗变（逆变）：（使用关键字in）传入参数类型可以由其派生类所代替的时候，就是支持抗变（逆变）的。

 

　　夫学须静也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学-------诸葛亮

 

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