C#中關于逆變和協變的示例分析

這篇文章主要介紹C#中關于逆變和協變的示例分析，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

在C#從誕生到發展壯大的過程中，新知識點不斷引入。逆變與協變并不是C#獨創的，屬于后續引入。在Java中同樣存在逆變與協變，后續我還會寫一篇Java逆變協變的文章，有興趣的朋友可以關注一下。

逆變與協變，聽起來很抽象、高深，其實很簡單。看下面的代碼：

class Person
 {

 }
 class Student : Person
 {

 }
 class Teacher: Person
 {

 }
 
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   List<Person> plist = new List<Person>();
   plist = new List<Student>();
   plist = new List<Teacher>();
}
}

在上面的代碼中，plist = new List<Student>()、plist = new List<Teacher>()兩句產生編譯錯誤。雖然Person是Student/Teacher的父類，但List<Person>類型卻不是List<Student/Teacher>類型的父類，所以上面的賦值語句報類型轉換失敗錯誤。

如上這樣的賦值操作，在C# 4.0之前是不允許的，至于為什么不允許，類型安全是首要因素。看下面的示例代碼：

List<Person> plist = new List<Student>();
plist.Add(new Person());
plist.Add(new Student());
plist.Add(new Teacher());

如下示例，假設 List<Person> plist = new List<Student>() 允許賦值，那plist雖然類型為List<Person>集合，但實際指向確是List<Student>集合。plist.Add(new Person())，添加操作實際調用的是List<Student>.Add()。Person類型無法安全轉換為Student，所以這樣的集合定義沒有意義，所以上面的假設不成立。

但情況在C# 4.0之后發生了變化，并不是"不可能發生的事情發生了"，而是應用的靈活性做出了新的調整。同樣的在C# 4.0中上面的程序仍是不被允許的，但卻出現了例外。從C# 4.0開始，在泛型委托、泛型接口中，允許特殊情況的發生（實質上并未發生特殊變化，后面說明）。如下示例：

delegate void Work<T>(T item);

class Person
{
  public string Name { get; set; }
}
class Student : Person
{
  public string Like { get; set; }
}
class Teacher : Person
{
  public string Teach { get; set; }
}

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
   Work<Person> worker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); }; ;
   Work<Student> student_worker = (s) => { Console.WriteLine(s.Like); };
   student_worker = worker; //此處編譯錯誤
  }
}

根據前面的理論支持，student_worker = worker;的錯誤很容易理解。但此處我們程序的目的是讓 woker  充當 Work<Student> 的功能，以后調用 student_worker(s)實際調用的是woker(s)。為了滿足我們的需求，需要程序做2方面的處理：

1、因在調用student_worker(s)時，實質執行的是woker(s)，所以需要s變量的類型能成功轉換為woker需要的參數類型。

2、需要告訴編譯器，此處允許將 Work<Person> 類型的對象賦值給 Work<Student>類型的變量。

條件1在調用時student_worker()，時編譯器會提示要求參數必須是Student類型對象，該對象可成功轉換為Person類型對象。

條件2則需要對Woke委托定義進行調整，調整如下：

delegate void WorkIn<in T>(T item);

委托名字改為WorkIn是為卻別修改前后的委托，關鍵之處為<in T>。通過增加 in 關鍵字，標注該泛型委托的類型參數T，僅作為委托方法的參數來使用。此時上面的程序便可成功編譯并執行。

delegate void WorkIn<in T>(T item);
class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   WorkIn<Person> woker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); };
   WorkIn<Student> student_worker = woker;
   student_worker(new Student() { Name="tom", Like="C#" });

  }
 }

對于要求類型參數為子類型，允許賦值類型參數為父類型值的這種情況，稱為逆變。逆變在C#中需要用 in 標注泛型的類型參數。逆變雖叫逆變，但只是形式上看似父類對象賦值給子類變量，實質上是方法調用時參數的類型轉換。Student s = new Person()，這是不可能的，這不是逆變是錯誤。

上面的代碼如你能轉換為下面的形式，那你就可以忘卻逆變，本質比現象更重要

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