C#泛型接口的協(xié)變和逆變?cè)趺磳?shí)現(xiàn)

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1、什么是協(xié)變、逆變？

假設(shè)：TSub是TParent的子類(lèi)。
協(xié)變：如果一個(gè)泛型接口IFoo<T>，IFoo<TSub>可以轉(zhuǎn)換為IFoo<TParent>的話(huà)，我們稱(chēng)這個(gè)過(guò)程為協(xié)變，IFoo支持對(duì)參數(shù)T的協(xié)變。
逆變：如果一個(gè)泛型接口IFoo<T>，IFoo<TParent>可以轉(zhuǎn)換為IFoo<TSub>的話(huà)，我們稱(chēng)這個(gè)過(guò)程為逆變，IFoo支持對(duì)參數(shù)T的逆變。

2、為什么要有協(xié)變、逆變?

通常只有具備繼承關(guān)系的對(duì)象才可以發(fā)生隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，如Base b=new sub()。
協(xié)變和逆變可以使得更多的類(lèi)型之間能夠?qū)崿F(xiàn)隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換、類(lèi)型安全性有了保障。

3、為什么泛型接口要引入?yún)f(xié)變、逆變？

基于以上原因的同時(shí)、許多接口僅僅將類(lèi)型參數(shù)用于參數(shù)或返回值。所以支持協(xié)變和逆變后泛型的使用上有了更大的靈活性

4、為什么支持協(xié)變的參數(shù)只能用于方法的返回值？支持逆變的參數(shù)只能用于方法參數(shù)？

“TParent不能安全轉(zhuǎn)換成TSub”，是這兩個(gè)問(wèn)題的共同原因。
我們定義一個(gè)接口IFoo。

    interface IFoo<T>
    {
        void Method1(T param);
        T Method2();
    }

我們看一下協(xié)變的過(guò)程：IFoo<TSub>轉(zhuǎn)換成IFoo<TParent>。

• Method1：將TSub替換成TParent，Method1顯然存在 TParent到TSub的轉(zhuǎn)換。

• Method2：返回值類(lèi)型從TSub換成了TParent，是類(lèi)型安全的。

所以支持協(xié)變的參數(shù)只能用在方法的返回值中。

再看一下逆變的過(guò)程：IFoo<TParent>轉(zhuǎn)換成IFoo<TSub>。

• Method1：將TParent替換成TSub，Method1存在 TSub到TParent的轉(zhuǎn)換，是類(lèi)型安全的。

• Method2：返回值類(lèi)型從TParent換成了TSub，是不安全的。

所以支持逆變的參數(shù)只能用在方法的參數(shù)中。

5、泛型接口支持協(xié)變、逆變和不支持協(xié)變、逆變的對(duì)比？

這其實(shí)是對(duì)3個(gè)問(wèn)題的補(bǔ)充。

定義一個(gè)接口IFoo，既不支持協(xié)變，也不支持逆變。

    interface IFoo<T>
    {
        void Method1(T param);
        T Method2();
    }

實(shí)現(xiàn)接口IFoo

    public class FooClass<T> : IFoo<T>
    {
        public void Method1(T param)
        {
            Console.WriteLine(default(T));
        }
        public T Method2()
        {
            return default(T);
        }
    }

定義一個(gè)接口IBar支持對(duì)參數(shù)T的協(xié)變

    interface IBar<out T>
    {
        T Method();
    }

實(shí)現(xiàn)接口IBar

    public class BarClass<T> : IBar<T>
    {
        public T Method()
        {
            return default(T);
        }
    }

 定義一個(gè)接口IBaz支持對(duì)參數(shù)T的逆變

    interface IBaz<in T>
    {
        void Method(T param);
    }

實(shí)現(xiàn)接口IBaz

    public class BazClass<T> : IBaz<T>
    {
        public void Method(T param)
        {
            Console.WriteLine(param.ToString());
        }
    }

定義兩個(gè)有繼承關(guān)系的類(lèi)型，IParent和SubClass。

    interface IParent
    {
        void DoSomething();
    }
    public class SubClass : IParent
    {
        public void DoSomething()
        {
            Console.WriteLine("SubMethod");
        }
    }

按照協(xié)變的邏輯，分別來(lái)使用IFoo和IBar。

            //IFoo 不支持對(duì)參數(shù)T的協(xié)變
            IFoo<SubClass> foo_sub = new FooClass<SubClass>();
            IFoo<IParent> foo_parent = foo_sub;//編譯錯(cuò)誤

            //IBar 支持對(duì)參數(shù)T的協(xié)變
            IBar<SubClass> bar_sub = new BarClass<SubClass>();
            IBar<IParent> bar_parent = bar_sub;

foo_parent = foo_sub 會(huì)提示編譯時(shí)錯(cuò)誤“無(wú)法將類(lèi)型“IFoo<SubClass>”隱式轉(zhuǎn)換為“IFoo<IParent>”。存在一個(gè)顯式轉(zhuǎn)換(是否缺少?gòu)?qiáng)制轉(zhuǎn)換?)”

按照逆變的邏輯，分別來(lái)使用IFoo和IBaz。

            //IFoo 對(duì)參數(shù)T逆變不相容
            IFoo<IParent> foo_parent = null;
            IFoo<SubClass> foo_sub = foo_parent;//編譯錯(cuò)誤

            //IBaz 對(duì)參數(shù)T逆變相容
            IBaz<IParent> baz_parent = null;
            IBaz<SubClass> baz_sub = baz_parent;

 foo_sub = foo_parent 會(huì)提示編譯時(shí)錯(cuò)誤“無(wú)法將類(lèi)型“IFoo<IParent>”隱式轉(zhuǎn)換為“IFoo<ISub>”。存在一個(gè)顯式轉(zhuǎn)換(是否缺少?gòu)?qiáng)制轉(zhuǎn)換?)”

6、.NET4.0對(duì)IEnumerable接口的修改？

2.0中的定義：

    public interface IEnumerable<T> : IEnumerable
    {
        IEnumerator<T> GetEnumerator();
    }

4.0中的定義：

    public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable
    {
        IEnumerator<T> GetEnumerator();
    }

可以看到4.0中增加了對(duì)協(xié)變的支持。

可以在兩個(gè)版本試下， 下面的語(yǔ)句在2.0下會(huì)報(bào)錯(cuò)。

    List<SubClass> subarr = new List<SubClass>();
    IEnumerable<IParent> parentarr = subarr;

讀到這里，這篇“C#泛型接口的協(xié)變和逆變?cè)趺磳?shí)現(xiàn)”文章已經(jīng)介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識(shí)點(diǎn)還需要大家自己動(dòng)手實(shí)踐使用過(guò)才能領(lǐng)會(huì)，如果想了解更多相關(guān)內(nèi)容的文章，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。