你了解C#的协变和逆变吗

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你了解C#的协变和逆变吗

幸运码发放 2020-05-18 20:34:17 浏览512
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你了解C#的协变和逆变吗

从C# 4.0开始,泛型接口和泛型委托都支持协变和逆变,由于历史原因,数组也支持协变。
里氏替换原则:任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。
协变(out)
协变:即自然的变化,遵循里氏替换原则,表现在代码上则是任何基类都可以被其子类赋值,如Animal = Dog、Animal = Cat
使用out关键字声明(注意和方法中修饰参数的out含义不同)
被标记的参数类型只能作为方法的返回值(包括只读属性)
在没有协变时:
abstract class Animal {}
class Dog : Animal {}
class Cat : Animal {}

interface IPoppable
{

T Pop();

}
class MyStack : IPoppable
{

private int _pos;
private readonly T[] _data = new T[100];

public void Push(T obj) => _data[_pos++] = obj;
public T Pop() => _data[--_pos];

}
以下代码是无法通过编译的

var dogs = new MyStack();
IPoppable animals1 = dogs; // 此处会发生编译错误
Stack animals2 = dogs; // 此处会发生编译错误
此时,我们如果需要为动物园饲养员新增一个输入参数为Stack饲喂的方法,一个比较好的方法是新增一个约束泛型方法:

class Zookeeper
{

public static void Feed<T>(IPoppable<T> animals) where T : Animal {}

}
// 或者
class Zookeeper
{

public static void Feed<T>(Stack<T> animals) where T : Animal {}

}

// Main
Zookeeper.Feed(dogs);
现在,C#增加了协变
使IPoppable接口支持协变
// 仅仅增加了一个 out 声明
interface IPoppable
{

T Pop();

}
简化Feed方法

class Zookeeper
{

public static void Feed(IPoppable<Animal> animals) {}

}

// Main
Zookeeper.Feed(dogs);
协变的天然特性——仅可作为方法返回值,接口(或委托)外部无法进行元素添加,确保了泛型类型安全性,所以不用担心Dog的集合中出现Cat

常用的支持协变的接口和委托有:
IEnumerable
IEnumerator
IQueryable
IGrouping
Func等共17个
Converter
IEnumerable dogs = Enumerable.Empty();
IEnumerable animals = dogs;

var dogList = new List();
IEnumerable animals = dogList;
另外,由于历史原因,数组也支持协变,例如
var dogs = new Dog[10];
Animal[] animals = dogs;
但是无法保证类型安全性,以下代码可正常进行编译,但是运行时会报错

animals[0] = new Cat(); // 运行时会报错
逆变(in)
逆变:即协变的逆向变化,实质上还是遵循里氏替换的原则,将子类赋值到基类上
使用in关键字声明
被标记的参数类型只能作为方法输入参数(包括只写属性)
例如:
abstract class Animal {}
class Dog : Animal {}
class Cat : Animal {}

interface IPushable
{

void Push(T obj);

}
class MyStack : IPushable
{

private int _pos;
private readonly T[] _data = new T[100];

public void Push(T obj) => _data[_pos++] = obj;
public T Pop() => _data[--_pos];

}

// Main
var animals = new MyStack();
animals.Push(new Cat());
IPushable dogs = animals;
dogs.Push(new Dog());
逆变的天然特性——仅可作为方法输入参数,接口(或委托)无法进行元素获取,即只能将子类赋值到父类上,进而保证了类型安全性。

另外,常用支持逆变的接口和委托有:
IComparer
IComparable
IEqualityComparer
Action等共16个
Predicate
Comparison
Converter
Action animalAction = new Action(a => { });
Action DogAction = animalAction;
作者:xiaoxiaotank
出处:https://www.cnblogs.com/xiaoxiaotank/

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