【美高梅开户网址】泛型接口中的协变与逆变,这个年搞不懂的术语

  今日追思了事先看的《深远明白C#》这本书中的泛型章节,当中对泛型的可变性的精通。泛型可变性分两种:协变和逆变。逆变也又称之为抗变。

近来在看《C#高级编制程序(第7版)》这本书,看到了泛型接口那章。当中有关心下一代组织变和逆变没太知道,讲得稍微坑爹,网上查了很多资料,总算(感觉)弄理解了,来此地记录一下。

【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 (子类到父类的转移)
  • 逆变性,如:object->string (父类到子类的转换)
  • 不变性,基于上面三种情状,不可变。具体上面再做分析。

 怎么通晓那四个名词的意味:

一、协变和逆变是何等?

先从字面上通晓 协变(Covariance)、逆变(Contravariance)。
co- 是英文中意味着“协同”、“协作”的前缀。协变 的字面意思正是“与转变的矛头同样”。
contra- 是英文中意味着“相反”的前缀,逆变 的字面意思就是是
“与变化趋势相反”。
那正是说难题来了,那里的 变化趋势 指的是怎么?
C# 中对于目的(即对象引用),仅存在壹种隐式类型转换,即
子类型的对象引用到父类型的对象引用的更换。那里的变化指的就是那种
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
协变与逆变尽管从名字上看是多个完全相反的变换,但实则只是“子类型引用到父类型引用”这1经过在函数中接纳的
七个差别阶段 而已,接下去将详细表达这一点。

简述什么是协变性、逆变性、不变性

  • 协变性,如:string->object (子类到父类的转换)
  • 逆变性,如:object->string (父类到子类的更换)
  • 不变性,基于上面三种状态,不可变。具体上边再做分析。

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(不掌握的请戳)

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。

跟着我们团结定义委托试试:

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作者X,看人不来哦。为啥自定义的委托却不可能协变呢。

自家看看系统定义的Func到底和大家自定义的有怎么着分裂:

public delegate TResult Func<out TResult>();

多了二个out,什么鬼:

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

那么大家得以修改自定义委托:

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完美!

那假诺我们要贯彻逆变性呢:

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一向逆变是不可行的,大家需求修改泛型类型参数:

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咱俩发现整整信托参数都变了。本来的再次回到值,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->再次来到值->可协变(子类到父类的变更[如 string->object])

 

如若:假若泛型参数中既存在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

如上都是从没有过难题的。 

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威逼类型转换而已。

以上代码也能够一向写成:

//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";

  壹:协变即为在泛型接口类型中动用out标识的门类参数。协变的字面意思是“与变化的大方向壹致”二逆变那正是用in来标识的泛型接口类型的体系参数。逆变的字面意思是“与转移的自由化相反”

二、使用函数的不如阶段发生的类型转换

1经有一函数,接收 object 类型的参数,输出 string 类型的重临值:

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

那么在Main函数中大家得以如此调用它:

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

留意,那里发生了三回隐式类型转换:

  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(再次来到)时,重临值 由 string 类型转换为 object 类型
    小编们那里可以作为是函数签名可发出转移(不论函数的内容,不影响结果):
  3. string Method(object o) 可转移为 string Method(string o)
  4. string Method(string o) 可变换为 object Method(string o)
    相当于说,在函数输入时,函数的 输入类型 可由 object 变换为
    string,父->子
    美高梅开户网址,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

先利用框架定义的泛型委托Func和Action做例子(不打听的请戳)

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;

地点代码未有别的难点。

随着大家团结定义委托试试:

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笔者X,看人不来哦。为何自定义的嘱托却不可能协变呢。

自家看看系统定义的Func到底和大家自定义的有怎么着两样:

public delegate TResult Func<out TResult>();

多了几个out,什么鬼:

  • out:对于泛型类型参数,out 关键字钦定该品种参数是协变的。 能够在泛型接口和委托中使用 out 关键字。(【美高梅开户网址】泛型接口中的协变与逆变,这个年搞不懂的术语。来源)
  • in:对于泛型类型参数,in 关键字钦赐该项目参数是逆变的。 能够在泛型接口和嘱托中央银行使 in 关键字。(来源)

那正是说大家能够修改自定义委托:

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完美!

那如果大家要贯彻逆变性呢:

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一向逆变是不可行的,大家必要修改泛型类型参数:

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大家发现整整信托参数都变了。本来的重回值,改成输入参数才行。

结论:

  • in->输入参数->可逆变(父类到子类的浮动[如 object->string])
  • out->再次来到值->可协变(子类到父类的变更[如 string->object])

 

假定:假如泛型参数中既存在in又存在out改怎样:

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

如上都是从未有过难题的。 

下一场我们看看编译后的C#代码:

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结论:

  • 所谓的逆变其实只是编写翻译后进行了强制类型转换而已。

上述代码也能够直接写成:

//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

随后看框架暗中认可接口:

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>
{ }

下一场大家测试协变性:

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同1大家必要把接口 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;

若是大家要测试逆变性,则供给把 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1致实行了挟持转换:

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理所当然,大家也足以一向写成:

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

  须要小心的是随便协变照旧逆变也不得不在泛型接口中来选拔。

三、精通泛型接口中的 in、out参数

从没点名in、out的情景
假使有1泛型接口,并且有2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函数中如此写:
IDemo<string> demoStr = new Demo();
IDemo<object> demoObj = demoStr;
地点的那段代码中的第三行李包裹括了一个比方:
IDemo<string> 类型能够隐式转换为 I德姆o<object> 类型
那乍看上去就好像“子类型引用转换为父类型引用”
一样,然则很遗憾,他们并分裂。如果能够实行隐式类型转换,那就表示:
string Method(string value) 能转换为 object Method(object value)
从上一节中大家清楚,在函数那输入和出口阶段,其品种可生成趋势是例外的。所以在C#中,要想采用泛型接口类型的隐式转换,须要研讨“输入”和“输出”三种情景。
接口仅用于出口的气象,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。
仅从泛型的项目上看,那是 “子->父”
的更换,与第叁节中关系的转换方向相同,称之为“协变”。
接口仅用于输入的动静,逆变
同理我们能够给 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;
那里可将 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。
仅从泛型的项目上看,那是 “父->子”
的转移,与第2节中提到的转换方向相反,称之为“逆变”,有时也译作“抗变”或“反变”。

泛型接口的可变性

继而看框架暗许接口:

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;

接下去大家尝试自定泛型接口:

首先定义测试项目、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>
{ }

下一场我们测试协变性:

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平等大家供给把接口 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;

要是大家要测试逆变性,则必要把 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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理所当然,我们也足以直接写成:

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

不变性

从上边我们通晓逆变性的代码编写翻译后都会议及展览开强制转换。假设:那我们不用out、in直接手动强制转换是不是足以?:

// 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>();

天赋的本身发觉编写翻译成功了,未有任何难题!且还足以同时协变、逆变??不对,真的天才了呢?我们运营试试:

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如上所述我依旧太单纯了,假如确实这么简单绕过去,Microsoft又何必去搞个out、in关键字。

对于同1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。这就会产出第三种状态,既不能够协变又不得以逆变。称为不变性。

如(我们在IMotion定义五个措施):

//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兑现协变、逆变的。那么大家不得不通过out、in来落实。借使今后大家在泛型参数添加out或in属性会怎么?:

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咱俩发现out和in都不可能用。在用out时,有个传入参数为泛型 void Match(T
t) 的主意。使用in时,有个重返参数为泛型 T
Show() 的秘籍。未来就出现了是矛更尖锐如故盾更坚硬的难点了。

最后结果是:都无法用,既不能协变,也不能够逆变。此为不变体

小知识:

C#4.0事先 IEnumerable<T> 、 IComparable<T> 、 IQueryable<T> 等接口都不帮忙可变性,在四.0及以后才支撑。因为4.0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。

  先来举个为主的例证,来增长你对可变性的掌握。在C#中有隐式类型转换,比如:

四、总结

上述只谈谈了协变与逆变在情势中的情状,其实在品质中状态也相类似,不再表达。
莫不大家也意识了,所谓“协”与“逆”都以只是1种表象,其内在精神为同1进程。
“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情况下,其品种参数的隐式转换所依据的原理。

不变性

从上面大家了解逆变性的代码编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不是足以?:

// 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>();

天赋的自作者发觉编写翻译成功了,未有此外难题!且还足以同时协变、逆变??不对,真的天才了吧?大家运转试试:

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如上所述小编还是太单纯了,如若的确这么不难绕过去,Microsoft又何必去搞个out、in关键字。

对于同3个泛型参数,大家既想有协变性又想逆变性,怎么做?答案是不可行。这就会产出第三种景况,既不得以协变又不得以逆变。称为不变性。

如(大家在IMotion定义多少个方法):

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

下面大家测试过,代码间接强制转换是不能兑现协变、逆变的。那么大家只能通过out、in来落到实处。若是后天大家在泛型参数添加out或in属性会怎么着?:

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大家发现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。今后就出现了是矛更尖锐要么盾更坚硬的题材了。

最后结果是:都不可能用,既不能够协变,也不可能逆变。此为不变体

小知识:

C#肆.0事先 IEnumerable<T> 、 IComparable<T> 、 IQueryable<T> 等接口都不帮助可变性,在肆.0及随后才支撑。因为4.0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。

延伸思索

为什么in[输入参数]就只好逆变?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<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]只能协变?剖析如下:

// 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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此处有五个关键点:

  • 流传参数(in)是把参数当成父类来用,显著可以逆变(子类当成父类来用[里氏替换原则]),可是却不能把父类当子类来用(如:子类存在有而父类没有的措施或品质)。
  • 再次来到值(out)重回值类型用父类来收纳,显然能够协变(父类能够收到一切子类),但却不可用子类接收父类数据(如:父类代表的目的不能强制转给子类[string
    str = (string)objcet])。

。。。是还是不是有点越想越迷糊,想不知晓就稳步想。本人动入手。

假定实际想的头大,就把它当成是海龟的臀部(龟腚\规定)吧,知道是C#做的一种安全范围!

  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),其品种参数隐式转换所服从的规律与对象引用的类型转换规律相同,称之为“协变”

延长思索

为什么in[输入参数]就只可以逆变?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<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]只得协变?剖析如下:

// 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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此间有多个关键点:

  • 流传参数(in)是把参数当成父类来用,显著能够逆变(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措施或性质)。
  • 再次来到值(out)重返值类型用父类来选择,分明可以协变(父类能够收到1切子类),但却不可用子类接收父类数据(如:父类代表的对象无法强制转给子类[string
    str = (string)objcet])。

。。。是或不是有点越想越迷糊,想不精通就稳步想。自个儿动入手。

若是实在想的头大,就把它就是是乌龟的屁股(龟腚\规定)吧,知道是C#做的一种安全限制!

总结

关于泛型接口、泛型委托的可变性:

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

逆变 -> 逆天的变更 ->
父类转子类 [如object转string] -> 必须有in标识 [流传参数]  (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#代码中开始展览强制类型转换。

示例:

  • IEnumerable<string> list
    = new List<string>();  
    IEnumerable<object> list2
    = list; //协变
    IEnumerable<object> list2= new List<string>();
     //(也足以向来写成这么)

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

注意:

  • 不帮助类的门类参数的可变性
  • 唯有泛型接口和泛型委托能够具备可变的档次参数(out、in)
  • 可变性只辅助引用转换。(不可能用于值类型)
  • 品种参数使用了 out 也许 ref 将禁止可变性

 

好了,前日就到那里。没啥高深的技术知识,首要为领悟协变、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),其品种参数隐式转换所遵照的原理与对象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 -> 相比和谐健康的变动 ->
子类转父类 [如 string转object] -> 必须有out标识 [返回值]

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

所谓的逆变,会在编译后的C#代码中实行强制类型转换。

示例:

  • IEnumerable<string> list =
    new List<string>();  
    IEnumerable<object> list2
    = list; //协变
    IEnumerable<object> list贰= new List<string>();
     //(也得以一贯写成这么)

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

注意:

  • 不协理类的系列参数的可变性
  • 除非泛型接口和泛型委托能够具备可变的门类参数(out、in)
  • 可变性只协理引用转换。(无法用于值类型)
  • 类别参数使用了 out 也许 ref 将禁止可变性

 

好了,今日就到此地。没啥高深的技巧知识,首要为领悟协变、逆变、不变体等术语和定义。

本文已联合至索引目录:《C#基础知识巩固》

 

同类小说援引:

 

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  我们都理解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。

举个例证:

 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,在此处IDemo<string>和I德姆o<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>举办的转移能够视作是子类型向父类型的隐式转换,它的那些用法正是协变。(那里不可不要用out)

相反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>类型的转换,可是在那边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)

小结:协变和逆变正是在泛型接口类型将项目参数作为输入和输出的动静下,对品种间开始展览隐式转换的法则。

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