C#中的協變和逆變

2022 年 2 月 5 日
筆記
Andy阿輝, 生活隨筆

前言

這篇文章簡單說說C#中的協變和逆變。

在C#編程中，由於存在類型之間的強制轉換，很容易會出現所謂的類型可變性說法，存在協變、逆變、不變三種。

就比如前一篇文章介紹的泛型概念，如果創建了泛型類型的實例，編譯器會接受泛型類型聲明以及類型參數來創建構造類型。但是在日常使用過程中，我們可能會將派生類型分配給基類型的變數，有時候會出現錯誤。

這裡就存在一個賦值兼容性問題。

每一個變數都有一種類型，可以將派生類對象的實例賦值給基類變數(好比之前子類聲明的變數可以賦值給父類聲明的變數一樣)。

如下所示：

        class People
        {
            public int Age = 27;
        }

        class AhuiPeople : People
        {

        }

            People ahui = new People();
            People people = new AhuiPeople();

            Console.WriteLine("Age："+people.Age);
            Console.ReadKey();

協變和逆變

我們按照同樣的邏輯，在泛型委託中進行這種強類型的轉換，會發現即使基類和派生類之間可以進行正常的轉換，但是委託之間不能進行轉換會出現異常錯誤提示。

具體如下程式碼所示：

        delegate T AgeDelegate<T>();         

        static AhuiPeople GetAge()
        {
            return new AhuiPeople();
        }

在轉換過程中，委託的具體用法，但是這樣子編譯器提示錯誤。

            AgeDelegate<AhuiPeople> ahui = GetAge;
            AgeDelegate<People> people = ahui;

錯誤提示

這就是上面解釋的那樣子，基類和派生類之間可以進行轉換但是委託之間未存在關聯，無法進行強制類型的轉換。
那麼想解決這個問題就引入了協變來解決。

如果派生類只是用於輸出值，那麼這種結構化的委託有效性之間的常數關係叫做協變，可通過主動告知編譯器我們的期望，使用Out關鍵字標記委託聲明中的類型參數。

        delegate T AgeDelegate<out T>();

修改成這樣子後，上面錯誤演示的程式碼編譯器就可以正常編譯通過了。

上面簡單介紹了協變，那麼接下來我們來看逆變是什麼。

其實逆變就是在委託中既要聲明委託類型，也要在委託方法中有實參。

這種在期望傳入基類時允許傳入派生對象的特性叫做逆變。逆變使用關鍵字in來標記。

具體如下程式碼所示：

        delegate void AgeDelegate<in T>(T p); 

        static void GetAge(People p)
        {
            Console.WriteLine(p.Age);
        }

            AgeDelegate<People> ahui = GetAge;
            AgeDelegate<AhuiPeople> people = ahui;

            people(new AhuiPeople());
            Console.WriteLine();
            Console.ReadKey();

輸出結果

既然協變和逆變可以使用在委託上，那麼介面上也可以使用，此時也需要使用out和in關鍵字。

寄語

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