协方差与违反：编程方面有何不同？

深入理解协变与逆变：编程中的关键差异

协变和逆变是编程中两个至关重要的概念，它们定义了函数如何应用于不同类型的对象，从而保证类型安全性和灵活性。

协变：保持赋值兼容性

协变适用于保持对象赋值兼容性的映射函数。这意味着，如果类型X的对象可以赋值给类型Y的对象，那么将映射函数应用于X的结果，总是可以赋值给将该函数应用于Y的结果。

例如，考虑一组动物类型，包括Animal、Tiger、Fruit和Banana。通过定义一个从Animal到IEnumerable的映射函数，我们得到以下类型集：

<code>{ Animal, 
  Tiger, 
  Fruit, 
  Banana } → { IEnumerable<animal>, 
  IEnumerable<tiger>, 
  IEnumerable<fruit>, 
  IEnumerable<banana> }</banana></fruit></tiger></animal></code>

在赋值兼容性关系下，我们有Tiger ⇒ Animal和Banana ⇒ Fruit。应用映射函数保持了这种兼容性，结果是IEnumerable ⇒ IEnumerable和IEnumerable ⇒ IEnumerable。

逆变：反转赋值兼容性关系

与协变不同，逆变反转了赋值兼容性关系。这意味着，如果类型X的对象可以赋值给类型Y的对象，那么将映射函数应用于Y的结果，可以赋值给将该函数应用于X的结果。

考虑IComparable类型的集合：

<code>{ IComparable<tiger>, 
  IComparable<animal>, 
  IComparable<fruit>, 
  IComparable<banana> } → { IC<tiger>, 
  IC<animal>, 
  IC<fruit>, 
  IC<banana> }</banana></fruit></animal></tiger></banana></fruit></animal></tiger></code>

在C#中，我们观察到以下兼容性关系：

<code>Animal ⇒ Tiger
Tiger ⇒ Tiger
Banana ⇒ Banana
Fruit ⇒ Banana
Fruit ⇒ Fruit</code>

应用映射函数反转了兼容性的方向，结果是IC ⇐ IC，IC ⇐ IC，等等。这种行为确保能够比较Animal的设备也能比较Tiger，反之则不然。

总结

理解协变和逆变之间的区别对于有效利用编程语言至关重要。协变保持赋值方向，而逆变则反转它。这些概念允许对各种类型的对象进行高效灵活的操作，从而确保类型安全性和程序正确性。

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