C#4.0泛型的协变，逆变深入剖析

 

     C#4.0中有一个新特性：协变与逆变。可能很多人在开发过程中不常用到，但是深入的了解他们，肯定是有好处的。

     协变和逆变体现在泛型的接口和委托上面，也就是对泛型参数的声明，可以声明为协变，或者逆变。什么？泛型的参数还能声明？对，如果有了参数的声明，则该泛型接口或者委托称为“变体”。

List<汽车> 一群汽车 = new List<汽车>();
List<车子> 一群车子 = 一群汽车;

     显然，上面那段代码是会报错的， 虽然汽车继承于车子，可以隐士转换为车子，但是List<汽车>并不继承于List<车子>，所以上面的转换，是行不通的。

IEnumerable<汽车> 一群汽车 = new List<汽车>();
IEnumerable<车子> 一群车子 = 一群汽车;

然而这样却是可以的。那么IEnumerable接口有什么不同呢，我们且看编译器的提示：

我们可以看到，泛型参数的，用了一个“out”关键字作为声明。看来，关键是这个在起作用了。

 “协变”是指能够使用与原始指定的派生类型相比，派生程度更大的类型。 

 “逆变”则是指能够使用派生程度更小的类型。逆变，逆于常规的变。

协变和逆变，使用“out”，和“in”两个关键字。但是只能用在接口和委托上面，对泛型的类型进行声明

当声明为“out”时，代表它是用来返回的，只能作为结果返回，中途不能更改。

当声明为"in"时，代表它是用来输入的，只能作为参数输入，不能被返回。

回到上面的例子，正因为“IEnumerable”接口声明了out，所以，代表参数T只能被返回，中途不会被修改，所以，IEnumerable<车子> 一群车子 = 一群汽车；  这样的强制转换

是合法的，IL中实际上是作了强制转换的。

 IEnumerable是NET中自带的，其余还有如下接口和委托：

接口：           
            IQueryable<out T>
            IEnumerator<out T>
            IGrouping<out TKey,out TElement>
            IComparer<in T>
            IEqualityComparer<in T>
            IComparable<in T>
委托：
            System.Action<in T>
            System.Func<Out Tresult>
            Predicate<in T>
            Comparison<in T>
            Converter<in TInput,out TOutput>

此外，我们自己定义泛型接口的时候也可以使用协变和逆变，我们不妨来看一个示例，来体现协变的特征

    interface 接口<out T>
    {
        T 属性 { get; set; }
    }

我定义一个接口，一个具有get和set访问器的属性，然而，编译是报错的，提示：变体无效: 类型参数“T”必须为对于“test.接口<T>.属性”有效的 固定式。“T”为 协变。

正因为我声明了T为协变，所以，T只能被返回，不允许被修改，所以，如果去掉“set”访问器，才可以编译通过。

同样，如果我在“接口”中声明一个方法

void 方法(T t);

同样是会报错的，T被声明了协变，“方法(T t)”的存在就不可取。

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            接口<汽车> 一群汽车 = new 类<汽车>();
            接口<车子> 一群车子 = 一群汽车;
        }
    }
    interface 接口<out T>
    {
        T 属性
        {
            get;
        }
    }
    class 类<T> : 接口<T>
    {
        public T 属性
        {
            get { return default(T); }
        }
    }

上面的代码是可以编译通过的，因为泛型接口“接口”声明了协变，所以“接口<车子> 一群车子 = 一群汽车;”是可以强制转换成功的，看吧，我们自己声明的同样可以实现目的。

 如果我把以上的代码，把“out”改成“in”呢？ 显然不行，因为声明“in”规定了T不能被返回，编译无法通过的。

然而下面的代码是正确的：

    interface 接口<in T>
    {
        void 方法(T t);
    }
    class 类<T> : 接口<T>
    {
        public void 方法(T t)
        {
           
        }
    }

声明“in”不允许被返回，但是可以进行更改。

接着看：

        static void Main(string[] args)
        {
            接口<车子> 一群车子 = new 类<车子>();
            接口<汽车> 一群汽车 = 一群车子;
        }

啊，这怎么也可以啊，“车子”是父类，“汽车”是子类，汽车转换为车子正常，车子转换为汽车，这样也行？

其实“车子”也好，“汽车”也好，在这里都只是泛型参数，并不是他们俩之间的转换，这个基础的概念必须明白，别绕进去了。
这就是逆变。因为“接口”声明了“in”关键字，声明为逆变，让参数去接受一个相对更“弱“的类型，其实是让一个参数的类型，更加具体化，更明确化的一个过程。