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物件導向繼承說起。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執行個體也就是父類的執行個體。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 對不同參數類型或傳回值類型 的委託或者泛型介面之間做轉變。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傳回值是Animal，那麼返回Dog的方法肯定是可以滿足其傳回值要求的，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 協變用於傳回值類型用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，聲明的數組資料類型是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為Animal。Dog向Animal方法轉變是沿著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

//委託定義的傳回值是Animal類型是父類public delegate Animal GetAnimal();//委託方法實現中的傳回值是Dog，是子類static Dog GetDog(){return new Dog();}//GetDog的傳回值是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，因為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. 泛型委派的協變和逆變： 
1． 泛型委派中的逆變 
如下委託聲明：

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

 

Feed委託接受一個泛型型別T，注意在泛型的角括弧中有一個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為Animal的委託Feed<Animal> feedAnimalMethod = a=>Console.WriteLine(“Feed animal lambda”);//將T為Animal的委託賦值給T為Dog的委託變數，這是合法的，因為在定義泛型委派時有in關鍵字，如果把in關鍵字去掉，編譯器會認為不合法Feed<Dog> feedDogMethod = feedAnimalMethod;  

 

2. 泛型委派中的協變

如下委託聲明：

    public delegate T Find<out T>();  

 

Find委託要返回一個泛型型別T的執行個體，在泛型的角括弧中有一個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． 泛型介面中的協變和逆變：

泛型介面中的協變逆變和泛型委派中的非常類似，只是將泛型定義的角括弧部分換到了介面的定義上。

1.泛型介面中的逆變 
如下介面定義：

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

 

介面的泛型T之前有一個in關鍵字，來表明這個泛型介面可能要做逆變

如下泛型型別FeedImp，實現上面的泛型介面；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”);    }}  

 

來看一個使用介面逆變的例子：

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

 

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

2.泛型介面中的協變 
如下介面的定義：

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

 

泛型介面的泛型T之前用了out關鍵字來說明此介面是可能要做協變的；如下泛型介面實作類別。

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

 

使用協變,IFinder的泛型型別是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。複用是軟體開發的一個永恒的追求。

C#4.0中的協變和逆變