C#逆變與協(xié)變?cè)斀?/h1>
更新時(shí)間:2017年08月31日 15:44:16 作者:DW039
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C#逆變與協(xié)變的相關(guān)資料,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下
該文章中使用了較多的 委托delegate和Lambda表達(dá)式,如果你并不熟悉這些,請(qǐng)查看我的文章《委托與匿名委托》、《匿名委托與Lambda表達(dá)式》以便幫你建立完整的知識(shí)體系。
在C#從誕生到發(fā)展壯大的過(guò)程中,新知識(shí)點(diǎn)不斷引入。逆變與協(xié)變并不是C#獨(dú)創(chuàng)的,屬于后續(xù)引入。在Java中同樣存在逆變與協(xié)變,后續(xù)我還會(huì)寫一篇Java逆變協(xié)變的文章,有興趣的朋友可以關(guān)注一下。
逆變與協(xié)變,聽起來(lái)很抽象、高深,其實(shí)很簡(jiǎn)單??聪旅娴拇a:
class Person
{
}
class Student : Person
{
}
class Teacher: Person
{
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
List<Person> plist = new List<Person>();
plist = new List<Student>();
plist = new List<Teacher>();
}
}
在上面的代碼中,plist = new List<Student>()、plist = new List<Teacher>()兩句產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤。雖然Person是Student/Teacher的父類,但List<Person>類型卻不是List<Student/Teacher>類型的父類,所以上面的賦值語(yǔ)句報(bào)類型轉(zhuǎn)換失敗錯(cuò)誤。
如上這樣的賦值操作,在C# 4.0之前是不允許的,至于為什么不允許,類型安全是首要因素。看下面的示例代碼:
List<Person> plist = new List<Student>();
plist.Add(new Person());
plist.Add(new Student());
plist.Add(new Teacher());
如下示例,假設(shè) List<Person> plist = new List<Student>() 允許賦值,那plist雖然類型為L(zhǎng)ist<Person>集合,但實(shí)際指向確是List<Student>集合。plist.Add(new Person()),添加操作實(shí)際調(diào)用的是List<Student>.Add()。Person類型無(wú)法安全轉(zhuǎn)換為Student,所以這樣的集合定義沒有意義,所以上面的假設(shè)不成立。
但情況在C# 4.0之后發(fā)生了變化,并不是"不可能發(fā)生的事情發(fā)生了",而是應(yīng)用的靈活性做出了新的調(diào)整。同樣的在C# 4.0中上面的程序仍是不被允許的,但卻出現(xiàn)了例外。從C# 4.0開始,在泛型委托、泛型接口中,允許特殊情況的發(fā)生(實(shí)質(zhì)上并未發(fā)生特殊變化,后面說(shuō)明)。如下示例:
delegate void Work<T>(T item);
class Person
{
public string Name { get; set; }
}
class Student : Person
{
public string Like { get; set; }
}
class Teacher : Person
{
public string Teach { get; set; }
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Work<Person> worker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); }; ;
Work<Student> student_worker = (s) => { Console.WriteLine(s.Like); };
student_worker = worker; //此處編譯錯(cuò)誤
}
}
根據(jù)前面的理論支持,student_worker = worker;的錯(cuò)誤很容易理解。但此處我們程序的目的是讓 woker 充當(dāng) Work<Student> 的功能,以后調(diào)用 student_worker(s)實(shí)際調(diào)用的是woker(s)。為了滿足我們的需求,需要程序做2方面的處理:
1、因在調(diào)用student_worker(s)時(shí),實(shí)質(zhì)執(zhí)行的是woker(s),所以需要s變量的類型能成功轉(zhuǎn)換為woker需要的參數(shù)類型。
2、需要告訴編譯器,此處允許將 Work<Person> 類型的對(duì)象賦值給 Work<Student>類型的變量。

條件1在調(diào)用時(shí)student_worker(),時(shí)編譯器會(huì)提示要求參數(shù)必須是Student類型對(duì)象,該對(duì)象可成功轉(zhuǎn)換為Person類型對(duì)象。
條件2則需要對(duì)Woke委托定義進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整如下:
delegate void WorkIn<in T>(T item);
委托名字改為WorkIn是為卻別修改前后的委托,關(guān)鍵之處為<in T>。通過(guò)增加 in 關(guān)鍵字,標(biāo)注該泛型委托的類型參數(shù)T,僅作為委托方法的參數(shù)來(lái)使用。此時(shí)上面的程序便可成功編譯并執(zhí)行。
delegate void WorkIn<in T>(T item);
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WorkIn<Person> woker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); };
WorkIn<Student> student_worker = woker;
student_worker(new Student() { Name="tom", Like="C#" });
}
}
對(duì)于要求類型參數(shù)為子類型,允許賦值類型參數(shù)為父類型值的這種情況,稱為逆變。逆變?cè)贑#中需要用 in 標(biāo)注泛型的類型參數(shù)。逆變雖叫逆變,但只是形式上看似父類對(duì)象賦值給子類變量,實(shí)質(zhì)上是方法調(diào)用時(shí)參數(shù)的類型轉(zhuǎn)換。Student s = new Person(),這是不可能的,這不是逆變是錯(cuò)誤。
上面的代碼如你能轉(zhuǎn)換為下面的形式,那你就可以忘卻逆變,本質(zhì)比現(xiàn)象更重要😀:
delegate void WorkIn<in T>(T item);
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WorkIn<Person> woker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); };
WorkIn<Student> student_worker = (s)=> { woker(s); };
student_worker(new Student() { Name="tom", Like="C#" });
}
}
協(xié)變
現(xiàn)在修改我們的程序需求,要求Work委托執(zhí)行后返回一個(gè)Person對(duì)象,如下:
delegate T Work<T>();
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Work<Person> worker = () => { return new Person(); };
Work<Student> student_worker = () => { return new Student(); };
worker = student_worker;
}
}
同上 worker = student_worker 無(wú)法通過(guò)編譯,此時(shí)我們的目的為:用 Work<Student> student_woker 的功能替代 Work<Person> 的功能,因?yàn)?student_woker 執(zhí)行后返回一個(gè)Student對(duì)象,這完全符合 Work<Person> 的要求。
如果要實(shí)現(xiàn)上面的目的,程序同樣需做2方面的處理:
1、因在調(diào)用 worker()時(shí),實(shí)質(zhì)執(zhí)行的是 student_worker(),所以需要 student_worker() 執(zhí)行結(jié)果能功轉(zhuǎn)換為woker 執(zhí)行后返回的類型。
2、需要告訴編譯器,此處允許將 Work<Student>類型的對(duì)象賦值給 Work<Person> 類型的變量。
此時(shí)條件1,上述代碼已經(jīng)滿足,對(duì)于條件2,需要泛型委托Work做如下調(diào)整:
delegate T WorkOut<out T>();
委托名字改為WorkOut也為卻別修改前后的委托,關(guān)鍵之處為<out T>。通過(guò)增加 out 關(guān)鍵字,標(biāo)注該泛型委托的類型參數(shù)T,僅作為委托方法的返回值類型來(lái)使用。此時(shí)上面的程序便可成功編譯并執(zhí)行。
delegate T WorkOut<out T>();
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WorkOut<Person> worker = () => { return new Person(); };
WorkOut<Student> student_worker = () => { return new Student(); };
worker = student_worker;
Person p = worker();
}
}
對(duì)于要求泛型類型參數(shù)為父類型,允許賦值類型參數(shù)為子類型值的這種情況,稱為協(xié)變。協(xié)變?cè)贑#中需要用 out 標(biāo)注泛型的類型參數(shù)。
注意:逆變、協(xié)變類型說(shuō)明的區(qū)別。根據(jù)引出的定義逆變的形式只可能發(fā)生在泛型上(泛型接口、泛型委托),而協(xié)變的代碼形式就比較多,但并不一定是協(xié)變。所以在協(xié)變中用紅色注明,必須是關(guān)于泛型參數(shù)的情況才是協(xié)變。下面這類情況不屬于協(xié)變(至少我不認(rèn)為它們是協(xié)變):
Person p = new Student();
上面的示例代碼如你能轉(zhuǎn)換為下面的形式,那你也可以忘卻協(xié)變😀:
delegate T WorkOut<out T>();
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WorkOut<Student> student_worker = () => { return new Student(); };
WorkOut<Person> worker = () => { return student_worker (); };
Person p = worker();
}
}
通過(guò)上面的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn),逆變、協(xié)變其實(shí)是方法參數(shù)、返回值類型的轉(zhuǎn)換與對(duì)委托方法的包裝而已。抓住其核心,再看各種形式的代碼就簡(jiǎn)單了。
在C# 4.0 中 你可以查看 Action,F(xiàn)unc的定義,以便更深入理解逆變、協(xié)變。
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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逆變與協(xié)變,聽起來(lái)很抽象、高深,其實(shí)很簡(jiǎn)單??聪旅娴拇a:
class Person { } class Student : Person { } class Teacher: Person { } class Program { static void Main(string[] args) { List<Person> plist = new List<Person>(); plist = new List<Student>(); plist = new List<Teacher>(); } }
在上面的代碼中,plist = new List<Student>()、plist = new List<Teacher>()兩句產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤。雖然Person是Student/Teacher的父類,但List<Person>類型卻不是List<Student/Teacher>類型的父類,所以上面的賦值語(yǔ)句報(bào)類型轉(zhuǎn)換失敗錯(cuò)誤。
如上這樣的賦值操作,在C# 4.0之前是不允許的,至于為什么不允許,類型安全是首要因素。看下面的示例代碼:
List<Person> plist = new List<Student>(); plist.Add(new Person()); plist.Add(new Student()); plist.Add(new Teacher());
如下示例,假設(shè) List<Person> plist = new List<Student>() 允許賦值,那plist雖然類型為L(zhǎng)ist<Person>集合,但實(shí)際指向確是List<Student>集合。plist.Add(new Person()),添加操作實(shí)際調(diào)用的是List<Student>.Add()。Person類型無(wú)法安全轉(zhuǎn)換為Student,所以這樣的集合定義沒有意義,所以上面的假設(shè)不成立。
但情況在C# 4.0之后發(fā)生了變化,并不是"不可能發(fā)生的事情發(fā)生了",而是應(yīng)用的靈活性做出了新的調(diào)整。同樣的在C# 4.0中上面的程序仍是不被允許的,但卻出現(xiàn)了例外。從C# 4.0開始,在泛型委托、泛型接口中,允許特殊情況的發(fā)生(實(shí)質(zhì)上并未發(fā)生特殊變化,后面說(shuō)明)。如下示例:
delegate void Work<T>(T item); class Person { public string Name { get; set; } } class Student : Person { public string Like { get; set; } } class Teacher : Person { public string Teach { get; set; } } class Program { static void Main(string[] args) { Work<Person> worker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); }; ; Work<Student> student_worker = (s) => { Console.WriteLine(s.Like); }; student_worker = worker; //此處編譯錯(cuò)誤 } }
根據(jù)前面的理論支持,student_worker = worker;的錯(cuò)誤很容易理解。但此處我們程序的目的是讓 woker 充當(dāng) Work<Student> 的功能,以后調(diào)用 student_worker(s)實(shí)際調(diào)用的是woker(s)。為了滿足我們的需求,需要程序做2方面的處理:
1、因在調(diào)用student_worker(s)時(shí),實(shí)質(zhì)執(zhí)行的是woker(s),所以需要s變量的類型能成功轉(zhuǎn)換為woker需要的參數(shù)類型。
2、需要告訴編譯器,此處允許將 Work<Person> 類型的對(duì)象賦值給 Work<Student>類型的變量。
條件1在調(diào)用時(shí)student_worker(),時(shí)編譯器會(huì)提示要求參數(shù)必須是Student類型對(duì)象,該對(duì)象可成功轉(zhuǎn)換為Person類型對(duì)象。
條件2則需要對(duì)Woke委托定義進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整如下:
delegate void WorkIn<in T>(T item);
委托名字改為WorkIn是為卻別修改前后的委托,關(guān)鍵之處為<in T>。通過(guò)增加 in 關(guān)鍵字,標(biāo)注該泛型委托的類型參數(shù)T,僅作為委托方法的參數(shù)來(lái)使用。此時(shí)上面的程序便可成功編譯并執(zhí)行。
delegate void WorkIn<in T>(T item); class Program { static void Main(string[] args) { WorkIn<Person> woker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); }; WorkIn<Student> student_worker = woker; student_worker(new Student() { Name="tom", Like="C#" }); } }
對(duì)于要求類型參數(shù)為子類型,允許賦值類型參數(shù)為父類型值的這種情況,稱為逆變。逆變?cè)贑#中需要用 in 標(biāo)注泛型的類型參數(shù)。逆變雖叫逆變,但只是形式上看似父類對(duì)象賦值給子類變量,實(shí)質(zhì)上是方法調(diào)用時(shí)參數(shù)的類型轉(zhuǎn)換。Student s = new Person(),這是不可能的,這不是逆變是錯(cuò)誤。
上面的代碼如你能轉(zhuǎn)換為下面的形式,那你就可以忘卻逆變,本質(zhì)比現(xiàn)象更重要😀:
delegate void WorkIn<in T>(T item); class Program { static void Main(string[] args) { WorkIn<Person> woker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); }; WorkIn<Student> student_worker = (s)=> { woker(s); }; student_worker(new Student() { Name="tom", Like="C#" }); } }
協(xié)變
現(xiàn)在修改我們的程序需求,要求Work委托執(zhí)行后返回一個(gè)Person對(duì)象,如下:
delegate T Work<T>(); class Program { static void Main(string[] args) { Work<Person> worker = () => { return new Person(); }; Work<Student> student_worker = () => { return new Student(); }; worker = student_worker; } }
同上 worker = student_worker 無(wú)法通過(guò)編譯,此時(shí)我們的目的為:用 Work<Student> student_woker 的功能替代 Work<Person> 的功能,因?yàn)?student_woker 執(zhí)行后返回一個(gè)Student對(duì)象,這完全符合 Work<Person> 的要求。
如果要實(shí)現(xiàn)上面的目的,程序同樣需做2方面的處理:
1、因在調(diào)用 worker()時(shí),實(shí)質(zhì)執(zhí)行的是 student_worker(),所以需要 student_worker() 執(zhí)行結(jié)果能功轉(zhuǎn)換為woker 執(zhí)行后返回的類型。
2、需要告訴編譯器,此處允許將 Work<Student>類型的對(duì)象賦值給 Work<Person> 類型的變量。
此時(shí)條件1,上述代碼已經(jīng)滿足,對(duì)于條件2,需要泛型委托Work做如下調(diào)整:
delegate T WorkOut<out T>();
委托名字改為WorkOut也為卻別修改前后的委托,關(guān)鍵之處為<out T>。通過(guò)增加 out 關(guān)鍵字,標(biāo)注該泛型委托的類型參數(shù)T,僅作為委托方法的返回值類型來(lái)使用。此時(shí)上面的程序便可成功編譯并執(zhí)行。
delegate T WorkOut<out T>(); class Program { static void Main(string[] args) { WorkOut<Person> worker = () => { return new Person(); }; WorkOut<Student> student_worker = () => { return new Student(); }; worker = student_worker; Person p = worker(); } }
對(duì)于要求泛型類型參數(shù)為父類型,允許賦值類型參數(shù)為子類型值的這種情況,稱為協(xié)變。協(xié)變?cè)贑#中需要用 out 標(biāo)注泛型的類型參數(shù)。
注意:逆變、協(xié)變類型說(shuō)明的區(qū)別。根據(jù)引出的定義逆變的形式只可能發(fā)生在泛型上(泛型接口、泛型委托),而協(xié)變的代碼形式就比較多,但并不一定是協(xié)變。所以在協(xié)變中用紅色注明,必須是關(guān)于泛型參數(shù)的情況才是協(xié)變。下面這類情況不屬于協(xié)變(至少我不認(rèn)為它們是協(xié)變):
Person p = new Student();
上面的示例代碼如你能轉(zhuǎn)換為下面的形式,那你也可以忘卻協(xié)變😀:
delegate T WorkOut<out T>(); class Program { static void Main(string[] args) { WorkOut<Student> student_worker = () => { return new Student(); }; WorkOut<Person> worker = () => { return student_worker (); }; Person p = worker(); } }
通過(guò)上面的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn),逆變、協(xié)變其實(shí)是方法參數(shù)、返回值類型的轉(zhuǎn)換與對(duì)委托方法的包裝而已。抓住其核心,再看各種形式的代碼就簡(jiǎn)單了。
在C# 4.0 中 你可以查看 Action,F(xiàn)unc的定義,以便更深入理解逆變、協(xié)變。
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