又叫抗变,泛型接口中的协变与逆变

  今天回看了事先看的《深远精晓C#》那本书中的泛型章节,个中对泛型的可变性的驾驭。泛型可变性分三种:协变和逆变。逆变也又称作抗变。

眼下在看《C#高等编程(第玖版)》那本书,看到了泛型接口那章。在那之中有关心下一代组织变和逆变没太明白,讲得某些坑爹,网上查了累累素材,总算(感觉)弄精通了,来这里记录一下。

【转】那一个年搞不懂的术语、概念:协变、逆变、不变体

简述什么是协变性、逆变性、不变性

  • 协变性,如:string->object (子类到父类的转换)
  • 逆变性,如:object->string (父类到子类的更换)
  • 不变性,基于上面二种境况,不可变。具体上面再做分析。

 怎么知道这多个名词的情趣:

1、协变和逆变是何等?

先从字面上领悟 协变(Covariance)、逆变(Contravariance)。
co- 是英文中意味着“协同”、“合营”的前缀。协变 的字面意思正是“与转变的主旋律同样”。
contra- 是英文中意味着“相反”的前缀,逆变 的字面意思就是是
“与变化方向相反”。
那么难题来了,那里的 变化趋势 指的是怎么?
C# 中对于指标(即对象引用),仅设有1种隐式类型转换,即
子类型的对象引用到父类型的对象引用的转换。那里的变化指的便是那种
子->父 的类型转换。
object o = “hello”;
//string (子类)类型的引用转换为 object (父类)类型的引用
协变与逆变即便从名字上看是七个完全相反的更换,但其实只是“子类型引用到父类型引用”那一进度在函数中利用的
多少个不一样等级 而已,接下去将详细表达那点。

简述什么是协变性、逆变性、不变性

  • 协变性,如:string->object (子类到父类的变换)
  • 逆变性,如:object->string (父类到子类的转移)
  • 不变性,基于上边二种状态,不可变。具体下边再做分析。

泛型委托的可变性

先选用框架定义的泛型委托Func和Action做例子(不领会的请戳)

协变:(string->object)

Func<string> func1 = () => "农码一生";
Func<object> func2 = func1;

逆变:(object->string)

Action<object> func3 = t => { };
Action<string> func4 = func3;

地点代码未有其余难题。

进而大家相依为命定义委托试试:

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我X,看人不来哦。为何自定义的寄托却不能协变呢。

自小编看看系统定义的Func到底和大家自定义的有啥样两样:

public delegate TResult Func<out TResult>();

多了三个out,什么鬼:

  • out:对于泛型类型参数,out 关键字钦赐该项目参数是协变的。 能够在泛型接口和嘱托中央银行使 out 关键字。(来源又叫抗变,泛型接口中的协变与逆变。)
  • in:对于泛型类型参数,in 关键字钦赐该项目参数是逆变的。 能够在泛型接口和寄托中接纳 in 关键字。(来源)

那正是说大家得以修改自定义委托:

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完美!

这如若我们要贯彻逆变性呢:

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间接逆变是不可行的,大家需求修改泛型类型参数:

亚洲必赢官网 4

咱们发现整整信托参数都变了。本来的重临值,改成输入参数才行。

结论:

  • in->输入参数->可逆变(父类到子类的变化[如 object->string])
  • out->再次回到值->可协变(子类到父类的更动[如 string->object])

 

要是:假设泛型参数中既存在in又存在out改怎么样:

delegate Tout MyFunc<in Tin, out Tout>(Tin obj);

MyFunc<object, string> str1 = t => "农码一生";
MyFunc<string, string> str2 = str1;//第一个泛型的逆变(object->string)
MyFunc<object, object> str3 = str1;//第二个泛型的协变(string->object)
MyFunc<string, object> str4 = str1;//第一个泛型的逆变和第二个泛型的协变

如上都是不曾难点的。 

下一场大家看看编译后的C#代码:

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结论:

  • 所谓的逆变其实只是编写翻译后实行了强制类型转换而已。

上述代码也足以一贯写成:

//delegate Tout MyFunc<in Tin, out Tout>(Tin obj);
MyFunc<string, string> str5 = t => "农码一生";
MyFunc<object, object> str6 = t => "农码一生";
MyFunc<string, object> str7 = t => "农码一生";

  1:协变即为在泛型接口类型中行使out标识的类型参数。协变的字面意思是“与变化的大方向同样”二逆变那正是用in来标识的泛型接口类型的连串参数。逆变的字面意思是“与转变的取向相反”

二、使用函数的两样阶段发生的类型转换

设若有1函数,接收 object 类型的参数,输出 string 类型的重返值:

string Method(object o)
{
    return "abc";
}

那正是说在Main函数中大家得以这么调用它:

string s = "abc";
object o = Method(s);

注意,那里发生了四遍隐式类型转换:

  1. 在向函数输入时,参数 s 由 string 类型转换为 object 类型
  2. 在函数输出(重回)时,重回值 由 string 类型转换为 object 类型
    我们那边能够当作是函数签名可发出转换(不论函数的始末,不影响结果):
  3. string Method(object o) 可变换为 string Method(string o)
  4. string Method(string o) 可更换为 object Method(string o)
    也正是说,在函数输入时,函数的 输入类型 可由 object 变换为
    string,父->子
    在函数输出时,函数的 输出类型 可由string变换为object,子->父

泛型委托的可变性

先使用框架定义的泛型委托Func和Action做例子(不了解的请戳)

协变:(string->object)

Func<string> func1 = () => "农码一生";
Func<object> func2 = func1;

逆变:(object->string)

Action<object> func3 = t => { };
Action<string> func4 = func3;

地方代码未有其余难题。

跟着我们休戚与共定义委托试试:

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小编X,看人不来哦。为何自定义的委托却无法协变呢。

自个儿看看系统定义的Func到底和大家自定义的有怎么着差别:

public delegate TResult Func<out TResult>();

多了3个out,什么鬼:

  • out:对于泛型类型参数,out 关键字钦赐该品种参数是协变的。 能够在泛型接口和寄托中选用 out 关键字。(来源)
  • in:对于泛型类型参数,in 关键字内定该项目参数是逆变的。 可以在泛型接口和委托中运用 in 关键字。(来源)

那正是说大家得以修改自定义委托:

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完美!

这如若大家要落到实处逆变性呢:

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平素逆变是不可行的,我们必要修改泛型类型参数:

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咱们发现任何信托参数都变了。本来的重回值,改成输入参数才行。

结论:

  • in->输入参数->可逆变(父类到子类的更动[如 object->string])
  • out->重临值->可协变(子类到父类的变通[如 string->object])

 

1经:借使泛型参数中既存在in又存在out改怎么着:

delegate Tout MyFunc<in Tin, out Tout>(Tin obj);

MyFunc<object, string> str1 = t => "农码一生";
MyFunc<string, string> str2 = str1;//第一个泛型的逆变(object->string)
MyFunc<object, object> str3 = str1;//第二个泛型的协变(string->object)
MyFunc<string, object> str4 = str1;//第一个泛型的逆变和第二个泛型的协变

上述都以尚未难点的。 

接下来大家看看编译后的C#代码:

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结论:

  • 所谓的逆变其实只是编写翻译后开始展览了勒迫类型转换而已。

如上代码也得以直接写成:

//delegate Tout MyFunc<in Tin, out Tout>(Tin obj);
MyFunc<string, string> str5 = t => "农码一生";
MyFunc<object, object> str6 = t => "农码一生";
MyFunc<string, object> str7 = t => "农码一生";

泛型接口的可变性

随着看框架暗中同意接口:

协变:(子类->父类)

IEnumerable<string> list = new List<string>();
IEnumerable<object> list2 = list;

逆变:(父类-> 子类)

IComparable<object> list3 = null;
IComparable<string> list4 = list3;

接下去大家试试自定泛型接口:

率先定义测试项目、接口:

// 人
public class People
{ }
//老师(继承People[人])
public class Teacher : People
{ }
//运动
public interface IMotion<T>
{ }
//跑步
public class Run<T> : IMotion<T>
{ }

下一场大家测试协变性:

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相同大家须求把接口 interface
IMotion<T> 定义为 interface IMotion<out T> 

//运动
public interface IMotion<out T>{}

IMotion<Teacher> x = new Run<Teacher>();
IMotion<People> y = x;

倘使大家要测试逆变性,则须求把 interface IMotion<T>
 定义为 interface IMotion<in T> 

//运动
public interface IMotion<in T>{}

IMotion<People> x2 = new Run<People>();
IMotion<Teacher> y2 = x2;

泛型接口的逆变,编写翻译后一致进行了挟持转换:

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当然,大家也得以向来写成:

IMotion<Teacher> y3 = new Run<People>();

  供给专注的是不香港管理专业组织变依然逆变也不得不在泛型接口中来使用。

3、驾驭泛型接口中的 in、out参数

一贯不点名in、out的图景
固然有壹泛型接口,并且有一个类达成了此接口:

interface IDemo<T>
{
    T Method(T value);
}
public class Demo : IDemo<string>
{
    //实现接口 IDemo<string>
    public string Method(string value)
    {
        return value;
    }
}

在Main函数中那样写:
IDemo<string> demoStr = new Demo();
IDemo<object> demoObj = demoStr;
下边包车型地铁这段代码中的第壹行李包裹罗了三个万1:
I德姆o<string> 类型能够隐式转换为 I德姆o<object> 类型
那乍看上去就像是“子类型引用转换为父类型引用”
一样,可是很遗憾,他们并分歧。假设能够开始展览隐式类型转换,那就代表:
string Method(string value) 能转换为 object Method(object value)
亚洲必赢官网 ,从上壹节中大家精通,在函数那输入和出口阶段,其种类可变通方向是见仁见智的。所以在C#中,要想利用泛型接口类型的隐式转换,须求商量“输入”和“输出”两种情状。
接口仅用于出口的情事,协变

interface IDemo<out T>
{
    //仅将类型 T 用于输出
    T Method(object value);
}
public class Demo : IDemo<string>
{
    //实现接口
    public string Method (object value)
    {
        //别忘了类型转换!
        return value.ToString();
    }
} 

在Main函数中如此写:
IDemo<string> demoStr = new Demo();
IDemo<object> demoObj = demoStr;
可将 string Method (object value) 转换为 object Method (object value)
即可将 I德姆o<string> 类型转换为 I德姆o<object> 类型。
仅从泛型的档次上看,那是 “子->父”
的转换,与第三节中提到的转换方向相同,称之为“协变”。
接口仅用于输入的意况,逆变
同理大家能够给 T 加上 in 参数:

interface IDemo<in T>
{
    //仅将类型 T 用于输入
    string Method(T value);
}
public class Demo : IDemo<object>
{
    //实现接口
    public string Method (object value)
    {
        return value.ToString();
    }
} 

在Main函数中那样写:
IDemo<object> demoObj = new Demo();
IDemo<string> demoStr = demoObj;
此间可将 string Method (object value) 转换为 string Method (string
value)
即可将 I德姆o<object> 类型转换为 I德姆o<string> 类型。
仅从泛型的连串上看,那是 “父->子”
的变换,与第二节中关系的转换方向相反,称之为“逆变”,有时也译作“抗变”或“反变”。

泛型接口的可变性

接着看框架默许接口:

协变:(子类->父类)

IEnumerable<string> list = new List<string>();
IEnumerable<object> list2 = list;

逆变:(父类-> 子类)

IComparable<object> list3 = null;
IComparable<string> list4 = list3;

接下去我们尝试自定泛型接口:

先是定义测试项目、接口:

// 人
public class People
{ }
//老师(继承People[人])
public class Teacher : People
{ }
//运动
public interface IMotion<T>
{ }
//跑步
public class Run<T> : IMotion<T>
{ }

接下来大家测试协变性:

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平等大家要求把接口 interface
IMotion<T> 定义为 interface IMotion<out T> 

//运动
public interface IMotion<out T>{}

IMotion<Teacher> x = new Run<Teacher>();
IMotion<People> y = x;

如若我们要测试逆变性,则须求把 interface IMotion<T>
 定义为 interface IMotion<in T> 

//运动
public interface IMotion<in T>{}

IMotion<People> x2 = new Run<People>();
IMotion<Teacher> y2 = x2;

泛型接口的逆变,编写翻译后同样进行了吓唬转换:

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理所当然,我们也能够从来写成:

IMotion<Teacher> y3 = new Run<People>();

不变性

从地方大家知道逆变性的代码编写翻译后都会议及展览开强制转换。假设:那大家不用out、in直接手动强制转换是还是不是能够?:

// 人
public class People { }
//老师(继承People[人])
public class Teacher : People { }
//运动
public interface IMotion<T> { }
//跑步
public class Run<T> : IMotion<T> { }

//协变
IMotion<Teacher> x = new Run<Teacher>();
IMotion<People> y = (IMotion<People>)x;

//逆变
IMotion<People> x2 = new Run<People>();
IMotion<Teacher> y2 = (IMotion<Teacher>)x2;
IMotion<Teacher> y3 = (IMotion<Teacher>)new Run<People>();

天赋的自笔者发现编写翻译成功了,未有任何难点!且还是可以而且协变、逆变??不对,真的天才了呢?大家运维试试:

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如上所述笔者要么太单纯了,借使确实如此不难绕过去,Microsoft又何必去搞个out、in关键字。

对此同几个泛型参数,我们既想有协变性又想逆变性,怎么办?答案是不可行。那就会产出第二种状态,既不可以协变又无法逆变。称为不变性。

如(我们在IMotion定义多个法子):

//运动
public interface IMotion<T>
{
    T Show();
    void Match(T t);
}

地点大家测试过,代码直接强制转换是无法完结协变、逆变的。那么我们只可以通过out、in来贯彻。要是未来大家在泛型参数添加out或in属性会什么?:

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笔者们发现out和in都不能够用。在用out时,有个传入参数为泛型 void Match(T
t) 的主意。使用in时,有个再次回到参数为泛型 T
Show() 的章程。以往就涌出了是矛更尖锐依旧盾更坚硬的标题了。

最后结果是:都不能用,既无法协变,也不可能逆变。此为不变体

小知识:

C#四.0事先 IEnumerable<T> 、 IComparable<T> 、 IQueryable<T> 等接口都不帮助可变性,在4.0及随后才支撑。因为肆.0事先定义的泛型接口未有添加out、in关键字,有趣味能够切换版本看看。

  先来举个宗旨的例子,来升高你对可变性的接头。在C#中有隐式类型转换,比如:

四、总结

以上只谈谈了协变与逆变在艺术中的意况,其实在品质中状态也相就像是,不再表达。
或是大家也发觉了,所谓“协”与“逆”都是只是1种表象,其内在精神为同1进度。
“协变”与“逆变”中的“协”与“逆”表示泛型接口在将项目参数仅用于输入或输出的图景下,其项目参数的隐式转换所遵照的原理。

不变性

从地点我们领略逆变性的代码编写翻译后都会开始展览强制转换。假设:那我们不用out、in直接手动强制转换是还是不是能够?:

// 人
public class People { }
//老师(继承People[人])
public class Teacher : People { }
//运动
public interface IMotion<T> { }
//跑步
public class Run<T> : IMotion<T> { }

//协变
IMotion<Teacher> x = new Run<Teacher>();
IMotion<People> y = (IMotion<People>)x;

//逆变
IMotion<People> x2 = new Run<People>();
IMotion<Teacher> y2 = (IMotion<Teacher>)x2;
IMotion<Teacher> y3 = (IMotion<Teacher>)new Run<People>();

天赋的自笔者发现编写翻译成功了,未有其余难点!且还是能而且协变、逆变??不对,真的天才了呢?大家运维试试:

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看来笔者要么太单纯了,如果确实如此不难绕过去,Microsoft又何必去搞个out、in关键字。

对于同三个泛型参数,大家既想有协变性又想逆变性,如何是好?答案是不可行。那就会产出第二种情形,既不可能协变又无法逆变。称为不变性。

如(大家在IMotion定义五个章程):

//运动
public interface IMotion<T>
{
    T Show();
    void Match(T t);
}

地方大家测试过,代码直接强制转换是不能够实现协变、逆变的。那么大家只好通过out、in来兑现。要是以往我们在泛型参数添加out或in属性会什么?:

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我们发现out和in都不能够用。在用out时,有个传入参数为泛型 void Match(T
t) 的法子。使用in时,有个重返参数为泛型 T
Show() 的办法。未来就应运而生了是矛更尖锐要么盾更坚硬的标题了。

终极结果是:都不能够用,既不能够协变,也不能够逆变。此为不变体

小知识:

C#肆.0事先 IEnumerable<T> 、 IComparable<T> 、 IQueryable<T> 等接口都不扶助可变性,在4.0及事后才支撑。因为肆.0事先定义的泛型接口未有添加out、in关键字,有趣味能够切换版本看看。

延长考虑

为什么in[输入参数]就只能逆变?解析如下:

// 人
public class People { }
//老师(继承People[人])
public class Teacher : People
{
    //薪水
    public decimal Salary { get; set; }
}

//运动
public interface IMotion<in T>
{
    void Match(T t);
}
//跑步
public class Run<T> : IMotion<T>
{
    public void Match(T t)
    {
        //假设中间有很多逻辑.....       
    }
}

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为什么out[返回值]只可以协变?浅析如下:

// 人
public class People { }
//老师(继承People[人])
public class Teacher : People
{
    //薪水
    public decimal Salary { get; set; }
}

//运动
public interface IMotion<out T>
{
    T Show();
    //void Match(T t);
}
//跑步
public class Run<T> : IMotion<T>
{
    public T Show()
    {
        return default(T);
    }
    //public void Match(T t)
    //{
    //    //假设中间有很多逻辑.....         
    //}
}

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此处有多个关键点:

  • 流传参数(in)是把参数当成父类来用,分明可以逆变(子类当成父类来用[里氏替换原则]),但是却不得以把父类当子类来用(如:子类存在有而父类没有的不2法门或性质)。
  • 重回值(out)重返值类型用父类来接过,明显能够协变(父类能够选用壹切子类),但却不可用子类接收父类数据(如:父类代表的指标不能够强制转给子类[string
    str = (string)objcet])。

。。。是或不是有点越想越迷糊,想不晓得就稳步想。本身动入手。

借使实在想的头大,就把它便是是乌龟的臀部(龟腚\规定)吧,知道是C#做的一种安全限制!

  string str = "nibian";
  object str1 = str;
  Console.WriteLine(str1);
协变

当泛型接口类型仅用于出口(使用主要词
out),其连串参数隐式转换所服从的法则与指标引用的类型转换规律相同,称之为“协变”

延伸思考

为什么in[输入参数]就只可以逆变?分析如下:

// 人
public class People { }
//老师(继承People[人])
public class Teacher : People
{
    //薪水
    public decimal Salary { get; set; }
}

//运动
public interface IMotion<in T>
{
    void Match(T t);
}
//跑步
public class Run<T> : IMotion<T>
{
    public void Match(T t)
    {
        //假设中间有很多逻辑.....       
    }
}

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为什么out[返回值]只好协变?解析如下:

// 人
public class People { }
//老师(继承People[人])
public class Teacher : People
{
    //薪水
    public decimal Salary { get; set; }
}

//运动
public interface IMotion<out T>
{
    T Show();
    //void Match(T t);
}
//跑步
public class Run<T> : IMotion<T>
{
    public T Show()
    {
        return default(T);
    }
    //public void Match(T t)
    //{
    //    //假设中间有很多逻辑.....         
    //}
}

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这里有四个关键点:

  • 盛传参数(in)是把参数当成父类来用,明显能够逆变(子类当成父类来用[里氏替换原则]),不过却不可能把父类当子类来用(如:子类存在有而父类未有的格局或性质)。
  • 再次回到值(out)重返值类型用父类来收纳,显明能够协变(父类能够选用壹切子类),但却不可用子类接收父类数据(如:父类代表的指标无法强制转给子类[string
    str = (string)objcet])。

。。。是或不是有点越想越迷糊,想不亮堂就稳步想。本身动入手。

一经实在想的头大,就把它就是是海龟的臀部(龟腚\规定)吧,知道是C#做的一种安全限制!

总结

至于泛型接口、泛型委托的可变性:

协变 -> 比较和谐健康的转移 ->
子类转父类 [如 string转object] -> 必须有out标识 [返回值]

逆变 -> 逆天的成形 ->
父类转子类 [如object转string] -> 必须有in标识 [传播参数]  (阿爹变外孙子,越活越年轻,还不够逆天啊?)

所谓的逆变,会在编写翻译后的C#代码中展开强制类型转换。

示例:

  • IEnumerable<string> list
    = new List<string>();  
    IEnumerable<object> list2
    = list; //协变
    IEnumerable<object> list2= new List<string>();
     //(也得以间接写成那样)

  • IComparable<object> list3
    = null;
    IComparable<string> list4
    = list3; //逆变  编译后 [ IComparable<string> list4 = (IComparable<string>) list3;]

注意:

  • 不辅助类的门类参数的可变性
  • 除非泛型接口和泛型委托能够享有可变的花色参数(out、in)
  • 可变性只援助引用转换。(不可能用来值类型)
  • 项目参数使用了 out 或许 ref 将禁止可变性

 

好了,明日就到此处。没啥高深的技术知识,首要为掌握协变、逆变、不变体等术语和定义。

本文已协同至索引目录:《C#基础知识巩固》

 

同类小说援引:

 

  

逆变

当泛型接口类型仅用于输入(使用首要词
in),其体系参数隐式转换所遵照的原理与目标引用的类型转换规律相反,称之为“逆变”、“抗变”或“反变”。

总结

关于泛型接口、泛型委托的可变性:

协变 -> 相比较协调健康的生成 ->
子类转父类 [如 string转object] -> 必须有out标识 [返回值]

逆变 -> 逆天的变化 ->
父类转子类 [如object转string] -> 必须有in标识 [流传参数]  (老爹变外孙子,越活越年轻,还不够逆天啊?)

所谓的逆变,会在编写翻译后的C#代码中展开强制类型转换。

示例:

  • IEnumerable<string> list =
    new List<string>();  
    IEnumerable<object> list2
    = list; //协变
    IEnumerable<object> list2= new List<string>();
     //(也能够一直写成那样)

  • IComparable<object> list3
    = null;
    IComparable<string> list4
    = list3; //逆变  编译后 [ IComparable<string> list4 = (IComparable<string>) list3;]

注意:

  • 不协助类的门类参数的可变性
  • 除非泛型接口和泛型委托能够具有可变的花色参数(out、in)
  • 可变性只接济引用转换。(不能用来值类型)
  • 项目参数使用了 out 恐怕 ref 将禁止可变性

 

好了,明天就到那边。没啥高深的技能知识,主要为精通协变、逆变、不变体等术语和概念。

正文已联合署名至索引目录:《C#基础知识巩固》

 

同类文章援引:

 

亚洲必赢官网 27

  大家都清楚string类型是object类型的子类型,即string->object为子->父;从子类型到父类型的变换是隐式类型转换。

举个例子:

 interface IDemo<out T>
    {
        T Method(string str);
    }
    class One : IDemo<string>
    {
        public string Method(string str)
        {
            return str;
        }
    }
    class Two : IDemo<object>
    {
        public object Method(string str)
        {
            return str;
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IDemo<string> one = new One();
            IDemo<object> two;
            two = one;
            Console.WriteLine(two.Method("2222"));
        }
    }

  

因为string是object类型的子类,在此间I德姆o<string>和IDemo<object>类型之间也存在着类型转换的,从I德姆o<string>向I德姆o<object>举行的转移能够看作是子类型向父类型的隐式转换,它的那几个用法正是协变。(那里不可不要用out)

反而的大家在来看一下关于逆变的代码:

 interface IDemo<in T>
    {
        string Method(T str);
    }
    class One : IDemo<string>
    {
        public string Method(string str)
        {
            return str;
        }
    }
    class Two : IDemo<object>
    {
        public string Method(object str)
        {
            return str.ToString();
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IDemo<object> two = new Two();
            IDemo<string> one;
            one = two;
            Console.WriteLine(one.Method("2222"));
        }
    }

  同样的从IDemo<object>类型向IDemo<string>类型的转移,不过在此处大家却将父类型隐式转换为子类型的用法叫逆变。(那里不可不要用in)

计算:协变和逆变正是在泛型接口类型将品种参数作为输入和出口的图景下,对项目间进行隐式转换的规律。

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