[轉]C#4.0中的協變和逆變

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談談.Net中的協變和逆變

關於協變和逆變要從面向對象繼承說起。繼承關係是指子類和父類之間的關係;子類從父類繼承所以子類的實例也就是父類的實例。比如說Animal是父類,Dog是從Animal繼承的子類;如果一個對象的類型是Dog,那麼他必然是Animal。

協變逆變正是利用繼承關係不同參數類型或返回值類型 的委託或者泛型接口之間做轉變。我承認這句話很繞,如果你也覺得繞不妨往下看看。

如果一個方法要接受Dog參數,那麼另一個接受Animal參數的方法肯定也可以接受這個方法的參數,這是Animal向Dog方向的轉變是逆變。如果一個方法要求的返回值是Animal,那麼返回Dog的方法肯定是可以滿足其返回值要求的,這是Dog向Animal方向的轉變是協變。

由子類向父類方向轉變是協變 協變用於返回值類型用out關鍵字
由父類向子類方向轉變是逆變 逆變用於方法的參數類型用in關鍵字

協變逆變中的協逆是相對於繼承關係的繼承鏈方向而言的。

一. 數組的協變:

    Animal[] animalArray = new Dog[]{};  

上面一行代碼是合法的,聲明的數組數據類型是Animal,而實際上賦值時給的是Dog數組;每一個Dog對象都可以安全的轉變爲Animal。Dog向Animal方法轉變是沿着繼承鏈向上轉變的所以是協變。

二. 委託中的協變和逆變
1.委託中的協變

//委託定義的返回值是Animal類型是父類public delegate Animal GetAnimal();//委託方法實現中的返回值是Dog,是子類static Dog GetDog(){return new Dog();}//GetDog的返回值是Dog, Dog是Animal的子類;返回一個Dog肯定就相當於返回了一個Animal;所以下面對委託的賦值是有效的GetAnimal getMethod = GetDog;  

2.委託中的逆變

//委託中的定義參數類型是Dogpublic delegate void FeedDog(Dog target);//實際方法中的參數類型是Animalstatic void FeedAnimal(Animal target){}// FeedAnimal是FeedDog委託的有效方法,因爲委託接受的參數類型是Dog;而FeedAnimal接受的參數是animal,Dog是可以隱式轉變成Animal的,所以委託可以安全的的做類型轉換,正確的執行委託方法;FeedDog feedDogMethod = FeedAnimal;  

定義委託時的參數是子類,實際上委託方法的參數是更寬泛的父類Animal,是父類向子類方向轉變,是逆變。

三. 泛型委託的協變和逆變:
1. 泛型委託中的逆變
如下委託聲明:

    public delegate void Feed<in T>(T target);  

Feed委託接受一個泛型類型T,注意在泛型的尖括號中有一個in關鍵字,這個關鍵字的作用是告訴編譯器在對委託賦值時類型T可能要做逆變。

//先聲明一個T爲Animal的委託Feed<Animal> feedAnimalMethod = a=>Console.WriteLine(“Feed animal lambda”);//將T爲Animal的委託賦值給T爲Dog的委託變量,這是合法的,因爲在定義泛型委託時有in關鍵字,如果把in關鍵字去掉,編譯器會認爲不合法Feed<Dog> feedDogMethod = feedAnimalMethod;  

2. 泛型委託中的協變

如下委託聲明:

    public delegate T Find<out T>();  

Find委託要返回一個泛型類型T的實例,在泛型的尖括號中有一個out關鍵字,該關鍵字表明T類型是可能要做協變的。

    //聲明Find<Dog>委託Find<Dog> findDog = ()=>new Dog();//聲明Find<Animal>委託,並將findDog賦值給findAnimal是合法的,類型T從Dog向Animal轉變是協變Find<Animal> findAnimal = findDog;  

四. 泛型接口中的協變和逆變:

泛型接口中的協變逆變和泛型委託中的非常類似,只是將泛型定義的尖括號部分換到了接口的定義上。

1.泛型接口中的逆變
如下接口定義:

    public interface IFeedable<in T>{void Feed(T t);}  

接口的泛型T之前有一個in關鍵字,來表明這個泛型接口可能要做逆變

如下泛型類型FeedImp,實現上面的泛型接口;需要注意的是協變和逆變關鍵字in,out是不能在泛型類中使用的,編譯器不允許

    public class FeedImp<T>:IFeedable<T>{    public void Feed(T t){        Console.WriteLine(“Feed Animal”);    }}  

來看一個使用接口逆變的例子:

    IFeedable<Dog> feedDog = new FeedImp<Animal>();  

上面的代碼將FeedImp類型賦值給了IFeedable的變量;Animal向Dog轉變了,所以是逆變.

2.泛型接口中的協變
如下接口的定義:

    public interface IFinder<out T> {    T Find();}  

泛型接口的泛型T之前用了out關鍵字來說明此接口是可能要做協變的;如下泛型接口實現類。

public class Finder<T>:IFinder<T> where T:new(){    public T Find(){        return new T();    } } 

使用協變,IFinder的泛型類型是Animal,但是由於有out關鍵字,我可以將Finder賦值給它.

IFinder<Animal> finder = new Finder<Dog>();

協變和逆變的概念不太容易理解,可以通過實際代碼思考理解。這麼繞的東西到底有用嗎?答案是肯定的,通過協變和逆變可以更好的複用代碼。複用是軟件開發的一個永恆的追求。

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