C#中關於逆變和協變的詳解

這篇文章主要為大家詳細介紹了C#逆變與協變的相關資料，具有一定的參考價值，有興趣的小伙伴們可以參考一下

該文章中使用了較多的委託delegate和Lambda表達式，如果你並不熟悉這些，請查看我的文章《委託與匿名委託》、《匿名委託與Lambda表達式》以便幫你建立完整的知識體系。

在C#從誕生到發展壯大的過程中，新知識點不斷被引入。逆變與協變並不是C#獨創的，屬於後續引入。在Java中同樣有逆變與協變，後續也會寫一篇Java逆變協變的文章，有興趣的朋友可以關註一下。

逆變與協變，聽起來很抽象、高深，其實很簡單。看下面的程式碼：

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>();
}
}

在上面的程式碼中，plist = new List()、plist = new List()兩句產生編譯錯誤。雖然Person是Student/Teacher的父類，但List型別卻不是List型別的父類，所以上面的賦值語句報型別轉換失敗錯誤。

如上這樣的賦值操作，在C# 4.0之前是不允許的，至於為什麼不允許，型別安全是首要因素。看下面的範例程式碼：

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

如下範例，假設List plist = new List() 允許賦值，那麼plist雖然型別為List集合。 plist.Add(new Person())，新增操作實際呼叫的是List.Add()。 Person型別無法安全地轉換為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之後發生了變化，並不是"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中上面的程式仍是不被允許的，但卻出現了例外。從C# 4.0開始，在泛型委託、泛型介面中，允許特殊情況的發生（實質上並未發生特殊變化，後面說明）。如下範例：

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; //此处编译错误
  }
}

根據前面的理論支持，student_worker = worker;的錯誤很容易理解。但這裡我們程式的目的是讓 woker  充當 Work 的功能，以後呼叫 student_worker(s)實際呼叫的是woker(s)。為了滿足我們的需求，需要程式做2方面的處理：

1、因在呼叫student_worker(s)時，實質執行的是woker(s)，所以需要s變數的型別能成功轉換為woker需要的參數類型。

2、需要告訴編譯器，此處允許將 Work 類型的物件賦值給 Work類型的變數。

條件1在呼叫時student_worker()，時編譯器會提示要求參數必須是Student類型對象，該物件可成功轉換為Person型別物件。

條件2則需要對Woke委託定義進行調整，調整如下：

delegate void WorkIn<in T>(T item);

委託名字改為WorkIn是為卻別修改前後的委託，關鍵之處為。透過增加 in 關鍵字，標註此泛型委託的類型參數T，僅作為委託方法的參數來使用。此時上面的程式便可成功編譯並執行。

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

  }
 }

對於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#中需要以 in 標註泛型的型別參數。逆變雖叫逆變，但只是形式上看似父類別物件賦值給子類別變量，實質上是方法呼叫時參數的型別轉換。 Student s = new Person()，這是不可能的，這不是逆變是錯誤。

上面的程式碼如你能轉換成下面的形式，那你就可以忘卻逆變，本質比現象更重要

以上是C#中關於逆變和協變的詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！