C#逆變與協(xié)變?cè)斀?/h1>

來源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C#教程|點(diǎn)擊： 次

該文章中使用了較多的 委托delegate和Lambda表達(dá)式，如果你并不熟悉這些，請(qǐng)查看我的文章《委托與匿名委托》、《匿名委托與Lambda表達(dá)式》以便幫你建立完整的知識(shí)體系。

在C#從誕生到發(fā)展壯大的過程中，新知識(shí)點(diǎn)不斷引入。逆變與協(xié)變并不是C#獨(dú)創(chuàng)的，屬于后續(xù)引入。在Java中同樣存在逆變與協(xié)變，后續(xù)我還會(huì)寫一篇Java逆變協(xié)變的文章，有興趣的朋友可以關(guān)注一下。

逆變與協(xié)變，聽起來很抽象、高深，其實(shí)很簡(jiǎn)單?？聪旅娴拇a：

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(chǎn)生編譯錯(cuò)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(bào)類型轉(zhuǎn)換失敗錯(cuò)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?？聪旅娴氖纠a：

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

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

但情況在C# 4.0之后發(fā)生了變化，并不是"不可能發(fā)生的事情發(fā)生了"，而是應(yīng)用的靈活性做出了新的調(diào)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(xiàn)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(fā)生（實(shí)質(zhì)上并未發(fā)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(cuò)誤
  }
}

根據(jù)前面的理論支持，student_worker = worker;的錯(cuò)誤很容易理解。但此處我們程序的目的是讓 woker  充當(dāng) Work<Student> 的功能，以后調(diào)用 student_worker(s)實(shí)際調(diào)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(diào)用student_worker(s)時(shí)，實(shí)質(zhì)執(zhí)行的是woker(s)，所以需要s變量的類型能成功轉(zhuǎn)換為woker需要的參數(shù)類型。

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

條件1在調(diào)用時(shí)student_worker()，時(shí)編譯器會(huì)提示要求參數(shù)必須是Student類型對(duì)象，該對(duì)象可成功轉(zhuǎn)換為Person類型對(duì)象。

條件2則需要對(duì)Woke委托定義進(jìn)行調(diào)整，調(diào)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(guān)鍵之處為<in T>。通過增加 in 關(guān)鍵字，標(biāo)注該泛型委托的類型參數(shù)T，僅作為委托方法的參數(shù)來使用。此時(shí)上面的程序便可成功編譯并執(zhí)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(duì)于要求類型參數(shù)為子類型，允許賦值類型參數(shù)為父類型值的這種情況，稱為逆變。逆變?cè)贑#中需要用 in 標(biāo)注泛型的類型參數(shù)。逆變雖叫逆變，但只是形式上看似父類對(duì)象賦值給子類變量，實(shí)質(zhì)上是方法調(diào)用時(shí)參數(shù)的類型轉(zhuǎn)換。Student s = new Person()，這是不可能的，這不是逆變是錯(cuò)誤。

上面的代碼如你能轉(zhuǎn)換為下面的形式，那你就可以忘卻逆變，本質(zhì)比現(xiàn)象更重要😀：

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 = (s)=> { woker(s); };
   student_worker(new Student() { Name="tom", Like="C#" });
  }
 }

協(xié)變

 現(xiàn)在修改我們的程序需求，要求Work委托執(zhí)行后返回一個(gè)Person對(duì)象，如下：

 delegate T Work<T>(); 
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Work<Person> worker = () => { return new Person(); };
   Work<Student> student_worker = () => { return new Student(); };

   worker = student_worker;
  }
 }

同上 worker = student_worker 無法通過編譯，此時(shí)我們的目的為：用 Work<Student>  student_woker 的功能替代 Work<Person> 的功能，因?yàn)?student_woker 執(zhí)行后返回一個(gè)Student對(duì)象，這完全符合 Work<Person> 的要求。

如果要實(shí)現(xiàn)上面的目的，程序同樣需做2方面的處理：

1、因在調(diào)用 worker()時(shí)，實(shí)質(zhì)執(zhí)行的是 student_worker()，所以需要 student_worker() 執(zhí)行結(jié)果能功轉(zhuǎn)換為woker 執(zhí)行后返回的類型。

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

此時(shí)條件1，上述代碼已經(jīng)滿足，對(duì)于條件2，需要泛型委托Work做如下調(diào)整：

delegate T WorkOut<out T>();
委托名字改為WorkOut也為卻別修改前后的委托，關(guān)鍵之處為<out T>。通過增加 out 關(guān)鍵字，標(biāo)注該泛型委托的類型參數(shù)T，僅作為委托方法的返回值類型來使用。此時(shí)上面的程序便可成功編譯并執(zhí)行。

delegate T WorkOut<out T>();
class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   WorkOut<Person> worker = () => { return new Person(); };
   WorkOut<Student> student_worker = () => { return new Student(); };

   worker = student_worker;
   Person p = worker();
  }
 }

對(duì)于要求泛型類型參數(shù)為父類型，允許賦值類型參數(shù)為子類型值的這種情況，稱為協(xié)變。協(xié)變?cè)贑#中需要用 out 標(biāo)注泛型的類型參數(shù)。

注意：逆變、協(xié)變類型說明的區(qū)別。根據(jù)引出的定義逆變的形式只可能發(fā)生在泛型上（泛型接口、泛型委托），而協(xié)變的代碼形式就比較多，但并不一定是協(xié)變。所以在協(xié)變中用紅色注明，必須是關(guān)于泛型參數(shù)的情況才是協(xié)變。下面這類情況不屬于協(xié)變（至少我不認(rèn)為它們是協(xié)變）：

Person p = new Student();

上面的示例代碼如你能轉(zhuǎn)換為下面的形式，那你也可以忘卻協(xié)變😀：

delegate T WorkOut<out T>();
class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   
   WorkOut<Student> student_worker = () => { return new Student(); };
   WorkOut<Person> worker = () => { return student_worker (); };
   Person p = worker();
  }
 }

通過上面的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，逆變、協(xié)變其實(shí)是方法參數(shù)、返回值類型的轉(zhuǎn)換與對(duì)委托方法的包裝而已。抓住其核心，再看各種形式的代碼就簡(jiǎn)單了。

在C# 4.0 中 你可以查看 Action，F(xiàn)unc的定義，以便更深入理解逆變、協(xié)變。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持我們。