協變(Convariant)和逆變(Contravariant)的出現,使數組、委托、泛型類型的隱式轉換變得可能。 子類轉換成基類,稱之為協變;基類轉換成子類,稱之為逆變。.NET4.0以來,支持了泛型接口的協變和逆變。
泛型協變
如果子類泛型隱式轉換成基類泛型,使用泛型協變。
有這樣的2個基類和派生類。
public class Animal { public virtual void Write() { Console.WriteLine("我是基類"); } } public class Dog : Animal { public override void Write() { Console.WriteLine("我是小小狗"); } }
為了讓派生類Dog隱式轉換成基類Animal,先定義支持協變的泛型接口。
//支持協變的接口 public interface IFactory<out T> { T Create(); }
再實現這個接口。
public class Factory<T> : IFactory<T> { public T Create() { return (T)Activator.CreateInstance<T>(); } }
客戶端調用。
class Program { static void Main(string[] args) { IFactory<Dog> dogFactory = new Factory<Dog>(); IFactory<Animal> animalFactory = dogFactory; //協變 Animal animal = animalFactory.Create(); animal.Write(); Console.ReadKey(); } }
運行輸出:我是小小狗
以上,我們可以看出:
● 協變後,父類的方法完全由子類替代,父類原先的方法不復存在
● 泛型接口中的out關鍵字必不可少
泛型逆變
關於通知的一個接口。
public interface INotification { string Message { get; } }
關於通知接口的抽象實現。
public abstract class Notification : INotification { public abstract string Message { get; } }
關於通知抽象類的具體實現。
public class MailNotification : Notification { public override string Message { get { return "你有郵件了~~"; } } }
接下來,需要把通知的信息發布出去,需要一個發布通知的接口INotifier,該接口依賴INotification,大致INotifier<INotification>,而最終顯示通知,我們希望INotifier<MailNotification>,INotifier<INotification>轉換成INotifier<MailNotification>,這是逆變,需要關鍵字in。
public interface INotifier<in TNotification> where TNotification : INotification { void Notify(TNotification notification); }
實現INotifier。
public class Notifier<TNotification> : INotifier<TNotification> where TNotification : INotification { public void Notify(TNotification notification) { Console.WriteLine(notification.Message); } }
客戶端調用。
class Program { static void Main(string[] args) { INotifier<INotification> notifier = new Notifier<INotification>(); INotifier<MailNotification> mailNotifier = notifier;//逆變 mailNotifier.Notify(new MailNotification()); Console.ReadKey(); } }
運行輸出:你有郵件了~~
以上,我們可以看出:
● INotifier的方法Notify()的參數類型是INotification,逆變後把INotification類型參數隱式轉換成了實現類MailNotificaiton。
● 泛型接口中的in關鍵字必不可少
參考資料:
《你必須知道的.NET(第2版)》,作者王濤。
".NET泛型"系列包括:
當前。NET語言如VB和C#還不支持泛型的協變(covariance)與逆變(contravariance)。盡管微軟中的很多人也在談論它,但是在不遠的將來這還是不太可能出現。對協變與逆變的完整介紹要花很長時間。基於此,請大家參考Eric Lippert的關於C#中的協變與逆變的系列文章。為了在VB中增加協變與逆變的泛型支持,Lucian Wischik提出了下面的語法。
類型參數可由關鍵字“In”和“Out”修飾。“In”類型只能作為方法參數。與此類似,“Out”類型只能作為方法的返回類型。
使用Out類型的一個例子就是IEnumerable(Of T)。如果某函數接受一個IEnumerable(Of Animal)類型參數,那麼我們就可以給它傳一個IEnumerable(of Bird)。對於In類型,一個不太恰當的例子就是順序。看一下下面的接口:Interface IWriter(Of T) Write(value As T)
如果你向接受Writer(Of Animal)類型參數的函數傳一個IWriter(Of Bird),當然就不對了。該方法可以將Animal的任何子類傳給IWriter.Write,但是它只接受Birds.如果使用注解,該接口看起來像下面這樣:Interface IEnumerable(Of Out T)Interface IWriter(Of In T)
這是針對VB編寫的,它也可以用在C#上。
interface IEnumerableinterface IWriter不幸的是,這種語法並不能直接應用在大多數常見的場景中。比如IList(Of T),當傳給一個向集合中寫入的方法時,T應該是In類型。但是當傳給一個從集合中讀取的方法時,T應該是Out類型。或許這裡應該針對IList創建一個基類,該類會將接受T與返回T的方法區分開來。
追溯過去,C#和VB都支持數組協變(out/IEnumerable情況),盡管在逆變的情況下這會導致運行時錯誤(in/IWriter情況)。這樣做的目的是使C#更兼容於Java.大多數人都認為這是一個不好的設計,但是現在卻無法改變了。
就是一個組合,比如 string[] a,也賦值了,當我們強制轉換 (int[])a,它裡面元素也轉換成int