對於協變和抗變的這兩個詞的定義,是初次接觸;然而實際應用應該是從用c#語言編寫代碼開始的。
這兩個詞的理解過程非常繞,查看很多資料,再加上敲代碼調試之后才逐漸有點理解它們的含義。
所謂的協變,可以理解成:父類 -> 子類。父類的對象用子類替換,也可以理解成子類當父類用。
所謂的抗變,可以理解成:子類 -> 父類。子類的對象用父類替換,也可以理解成父類當子類用。抗變也常常翻譯為逆變。
在c#的語言中,很多地方的調用已經隱藏了協變和抗變的使用。函數的返回類型默認是抗變的。例如,函數Func的返回類型為string,我們可以將返回的值賦給object對象。
private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { //注意這里:Func的返回類型為string, obj的類型為object, string類型繼承自object object obj = Func(); } string Func() { return "這里有協變的應用"; }
函數的參數類型則默認是協變的。例如,函數Act的輸入參數為object類型,實際操作中我們可以將string類型的對象傳給函數。
private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { string str = "這是一個string類型的實例, 函數Act的參數為object, 這里有抗變的應用"; Act(str); } void Act(object obj) { return ; }
再看下面的代碼,兩者一起應用。
private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { string str = "這是一個string類型的實例"; object obj = null; obj = Both(str); } string Both(object obj) { return "協變和抗變兩者都有"; }
是不是覺得非常熟悉,常常用到?所以本篇開頭我說可能從開始用C#編寫代碼的時候就開始接觸了。
- 接下來說說我對《c#高級編程》中的泛型接口的協變和抗變的理解。
上面提到了,c#的語法中已經定義了一些協變和抗變的應用。在泛型接口的定義中,如果泛型類型T用out關鍵詞標注,這個泛型接口就是協變的。而且在接口的代碼里面,T只能用作返回類型,不能用作參數類型。
如果泛型類型T用in關鍵詞標注的話,這個接口就是抗變的。在接口的代碼里面,T只能用作函數的參數類型,而不能用作返回類型。
留文備用。如果理解有誤,請在下面勘正。
補充一篇轉載:
假設:TSub是TParent的子類。
協變:如果一個泛型接口IFoo<T>,IFoo<TSub>可以轉換為IFoo<TParent>的話,我們稱這個過程為協變,IFoo支持對參數T的協變。
逆變:如果一個泛型接口IFoo<T>,IFoo<TParent>可以轉換為IFoo<TSub>的話,我們稱這個過程為逆變,IFoo支持對參數T的逆變。
2、為什么要有協變、逆變?
通常只有具備繼承關系的對象才可以發生隱式類型轉換,如Base b=new sub()。
協變和逆變可以使得更多的類型之間能夠實現隱式類型轉換、類型安全性有了保障。
3、為什么泛型接口要引入協變、逆變?
基於以上原因的同時、許多接口僅僅將類型參數用於參數或返回值。所以支持協變和逆變后泛型的使用上有了更大的靈活性
4、為什么支持協變的參數只能用於方法的返回值?支持逆變的參數只能用於方法參數?
“TParent不能安全轉換成TSub”,是這兩個問題的共同原因。
我們定義一個接口IFoo。
{
void Method1(T param);
T Method2();
}
我們看一下協變的過程:IFoo<TSub>轉換成IFoo<TParent>。
Method1:將TSub替換成TParent,Method1顯然存在 TParent到TSub的轉換。
Method2:返回值類型從TSub換成了TParent,是類型安全的。
所以支持協變的參數只能用在方法的返回值中。
再看一下逆變的過程:IFoo<TParent>轉換成IFoo<TSub>。
Method1:將TParent替換成TSub,Method1存在 TSub到TParent的轉換,是類型安全的。
Method2:返回值類型從TParent換成了TSub,是不安全的。
所以支持逆變的參數只能用在方法的參數中。
5、泛型接口支持協變、逆變和不支持協變、逆變的對比?
這其實是對3個問題的補充。
定義一個接口IFoo,既不支持協變,也不支持逆變。
{
void Method1(T param);
T Method2();
}
實現接口IFoo
{
public void Method1(T param)
{
Console.WriteLine(default(T));
}
public T Method2()
{
return default(T);
}
}
定義一個接口IBar支持對參數T的協變
{
T Method();
}
實現接口IBar
{
public T Method()
{
return default(T);
}
}
定義一個接口IBaz支持對參數T的逆變
{
void Method(T param);
}
實現接口IBaz
{
public void Method(T param)
{
Console.WriteLine(param.ToString());
}
}
定義兩個有繼承關系的類型,IParent和SubClass。
{
void DoSomething();
}
public class SubClass : IParent
{
public void DoSomething()
{
Console.WriteLine("SubMethod");
}
}
按照協變的邏輯,分別來使用IFoo和IBar。
IFoo<SubClass> foo_sub = new FooClass<SubClass>();
IFoo<IParent> foo_parent = foo_sub;//編譯錯誤
//IBar 支持對參數T的協變
IBar<SubClass> bar_sub = new BarClass<SubClass>();
IBar<IParent> bar_parent = bar_sub;
foo_parent = foo_sub 會提示編譯時錯誤“無法將類型“IFoo<SubClass>”隱式轉換為“IFoo<IParent>”。存在一個顯式轉換(是否缺少強制轉換?)”
IFoo<IParent> foo_parent = null;
IFoo<SubClass> foo_sub = foo_parent;//編譯錯誤
//IBaz 對參數T逆變相容
IBaz<IParent> baz_parent = null;
IBaz<SubClass> baz_sub = baz_parent;
foo_sub = foo_parent 會提示編譯時錯誤“無法將類型“IFoo<IParent>”隱式轉換為“IFoo<ISub>”。存在一個顯式轉換(是否缺少強制轉換?)”
6、.NET4.0對IEnumerable接口的修改?
2.0中的定義:
{
IEnumerator<T> GetEnumerator();
}
4.0中的定義:
{
IEnumerator<T> GetEnumerator();
}
可以看到4.0中增加了對協變的支持。
可以在兩個版本試下, 下面的語句在2.0下會報錯。
IEnumerable<IParent> parentarr = subarr;