协变和逆变的简单例子

Question

有人能给我提供协变、逆变、不变性和反不变性的简单 C# 示例吗（如果存在的话）。

到目前为止我看到的所有示例都只是将一些对象转换为System.Object。

Answer 1

有人可以为我提供协变、逆变、不变性和反不变性的简单 C# 示例（如果存在的话）。

我不知道“反不变性”是什么意思。其余的都很容易。

下面是协变的示例：

void FeedTheAnimals(IEnumerable<Animal> animals) 
{ 
    foreach(Animal animal in animals)
        animal.Feed();
}
...
List<Giraffe> giraffes = ...;
FeedTheAnimals(giraffes);

IEnumerable 接口是协变的。 Giraffe 可转换为 Animal 的事实意味着 IEnumerable 可转换为 IEnumerable。由于 List 实现 IEnumerable 此代码在 C# 4 中成功；它在 C# 3 中会失败，因为 IEnumerable 上的协变在 C# 3 中不起作用。

这应该是有道理的。长颈鹿序列可以被视为动物序列。

下面是逆变的示例：

void DoSomethingToAFrog(Action<Frog> action, Frog frog)
{
    action(frog);
}
...
Action<Animal> feed = animal=>{animal.Feed();}
DoSomethingToAFrog(feed, new Frog());

Action 委托是逆变的。 Frog 可转换为 Animal 的事实意味着 Action 可转换为 Action。请注意，这种关系与协变关系的方向相反；这就是为什么它是“contra”变体。由于可转换性，此代码成功；在 C# 3 中它会失败。

这应该是有道理的。该动作可以采取任何动物；我们需要一个可以采取任何青蛙的行动，并且可以采取任何动物的行动肯定也可以采取任何青蛙。

不变性的一个例子：

void ReadAndWrite(IList<Mammal> mammals)
{
    Mammal mammal = mammals[0];
    mammals[0] = new Tiger();
}

我们可以将 IList 传递给这个东西吗？不，因为有人要在其中写入老虎，而老虎不能出现在长颈鹿列表中。我们可以将 IList 传递给这个东西吗？不，因为我们要从中读取哺乳动物，而动物列表可能包含青蛙。 IList 是不变。它只能按其实际情况使用。

有关此功能设计的一些其他想法，请参阅我的关于我们如何设计和构建它的系列文章。

http://blogs.msdn.com/b/ericlippert/存档/标签/协方差+和+逆变/

Answer 2

不变性（在这种情况下）是指不存在协变和逆变。所以“反不变性”这个词没有意义。任何未标记为 in 或 out 的类型参数都是不变的。这意味着该类型参数既可以被使用也可以被返回。

协方差的一个很好的例子是 IEnumerable，因为 IEnumerable 可以替换 IEnumerable。或者 Func 返回 T 类型的值。
例如，IEnumerable 可以转换为 IEnumerable，因为任何 Dog 都是动物。

对于逆变，您可以使用任何消费接口或委托。我想到了 IComparer 或 Action。它们从不返回 T 类型的变量，仅接收它。无论您希望在何处接收 Base，都可以传入 Derived。

将它们视为仅输入或仅输出类型参数可以更容易理解 IMO。

不变量这个词通常不与类型方差一起使用，而是在类或方法不变量的上下文中使用，并表示保守的属性。请参阅 此 stackoverflow 线程，其中讨论了不变量和不变性之间的差异。

Answer 3

如果您考虑泛型的常规使用，您会经常使用接口来处理对象，但该对象是类的实例 - 您无法实例化该接口。使用简单的字符串列表作为示例。

IList<string> strlist = new List<string>();

我相信您知道使用 IList<> 而不是直接使用 List 的优势。它允许控制反转，您可能决定不再使用 List，而是需要 LinkedList。上面的代码工作正常，因为接口和类的泛型类型是相同的：string。

如果你想创建一个字符串列表的列表，它可能会变得有点复杂。考虑这个例子：

IList<IList<string>> strlists = new List<List<string>>();

这显然无法编译，因为泛型类型参数 IList 和 List 不同。即使您将外部列表声明为常规类，例如 List>，它也不会编译 - 类型参数不匹配。

这就是协方差可以发挥作用的地方。协方差允许您使用更多派生的类型作为此表达式中的类型参数。如果将 IList<> 设为协变，则可以简单地编译并解决问题。不幸的是，IList<> 不是协变的，但它扩展的接口之一是：

IEnumerable<IList<string>> strlists = new List<List<string>>();

此代码现在可以编译，类型参数与上面的相同。