泛型協變與抗變（二）

小世界的野孩子發表於2019-07-25
泛型

前言

　　在.NET 4之前，泛型介面是不變的。.NET 4通過協變和抗變為泛型介面和泛型委託新增了一個重要的擴充套件。協變和抗變指對引數和返回值的型別進行轉換。

　　我們來看下到底什麼是協變什麼是抗變：
　　如果某個返回的型別可以由其基類替換，那麼這個型別就是支援協變的
　　如果某個引數型別可以由其派生類替換，那麼這個型別就是支援逆變（抗變）的。

函式的型別轉換

　　在理解協變與抗變之前，我們看下面這個例子：

  class Program
     {
        public static string Tmain(object o)
        {
            return "aaa";
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            string a = "aaa";
            object b = Tmain(a);
        }

     }

 

　　我們仔細看下這個傳值和返回。注意其中發現了兩次隱式轉換。

　　　　1、向函式傳值的時候 引數a從string型別轉換成object型別

　　　　2、最後接收返回值的時候b由string型別轉換成object型別

　　我們在返回函式來看。

　　　　1、 String Tmain(object o) 可以轉換成string Tmain(string o)

　　　　2、 String Tmain(string o) 可以轉換成 object Tmain(string o)

　　在這裡，也就是說函式輸入的時候輸入型別可以從object轉換成string。基類-派生類

　　在函式輸出時，函式的輸出型別（返回型別）從string轉換成object。派生類-基類。

　　這裡就比較接近泛型介面的協變和抗變的概念了。我們再看我們開頭的概念

 

　　如果某個返回的型別可以由其基類替換，那麼這個型別就是支援協變的
　　如果某個引數型別可以由其派生類替換，那麼這個型別就是支援逆變（抗變）的。

 

理解泛型介面的協變和抗變（in、out）

　　我們下面來看看泛型介面的協變及抗變的例子：

　　首先我們看下協變，在C#高階程式設計（第十一版）中指出，如果泛型型別用out關鍵字標註，泛型介面就是協變的。這也就意味著返回型別只能是T。

    /// <summary>
    /// 標識out，意味著返回型別只能是T
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    interface Itest<out T>
    {
        T Tmain(object value);
    }

 
    public class Test : Itest<string>
    {
        public string Tmain(object value)
        {
            return value.ToString();
        }
 }

 

我們呼叫時：

 static void Main(string[] args)
        {
            Itest<string> itest = new Test();
            Itest<object> itestObj = itest;
        }

 

　　在這裡，我們最後接收其返回值的時候，理應由string型別進行接收的，但是這裡我們可以修改，由其基類object型別進行替換。也就是在某個返回型別可以由其基類替換的時候，也就是支援協變了。注意其關鍵點。返回型別、由基類替換派生類。

 

 

　　然後我們再看看那抗變也可稱為逆變。在C#高階程式設計中指出的概念：如果泛型型別用in關鍵字標註，泛型介面就是抗變的。這樣，介面只能把泛型型別T用作其方法的輸入。

　 /// <summary>
    /// 標識in，意味著輸入型別只能是T
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    interface Itest<in T>
    {
        string Tmain(T value);
    }


    public class Test : Itest<object>
    {
        public string Tmain(object value)
        {
            return value.ToString();
        }
    }

 
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Itest<object> itest = new Test();
            Itest<string> itestStr= itest;
        }
}

 

 

　　這裡我們看上面這個例子，其中返回型別已經是固定的string型別了。而泛型介面中的泛型型別用來作為引數傳遞了。我們再看呼叫時，正常傳入object型別的引數，，但是我們修改傳入引數型別為string型別也是可以的。也就是我們在參入引數時，引數可以由其派生類替換的話，那麼這個類也就是支援抗變（逆變）的。注意其中關鍵點。傳入引數，派生類替換基類。

總結

　　其實在上述例子及其概念中，我們可以發現，泛型介面的協變及抗變，也就是將型別引數返回或者傳入的情況，在這情況下進行其型別的隱式轉換所遵循的規律。

　　　　協變：（使用關鍵字out）返回型別可以由其基類所替代的時候，就是支援協變的。

　　　　抗變（逆變）：（使用關鍵字in）傳入引數型別可以由其派生類所代替的時候，就是支援抗變（逆變）的。

 

　　夫學須靜也，才須學也，非學無以廣才，非志無以成學-------諸葛亮

 

 

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