C# -- 泛型（3）泛型的协变与逆变
来源：互联网 发布：汉字译拼音软件 编辑：程序博客网 时间：2024/05/22 16:38
<泛型的协变与逆变|泛型修饰符‘out’与‘in’>
|首先这2个拗口的名词先不用去管它，先知道协变和逆变主要是用在泛型的接口和委托上就可以了，下面我们通过一个例子来看看：
|在这之前我们插点别的东西，我们知道接口是可以体现多态的，当然接口体现的多态注重的功能上的多态，这和抽象类不同，抽象类更注重的是建立在血缘关系上的多态。
知道接口是可以体现多态的之后，我们来看看一个相关的例子--
鸟和飞机都会飞，把飞定义成一个借口，在定义2个类
public interface IFlyable { void fly(); } class Bird:IFlyable { public void fly() { Console.WriteLine("鸟儿飞！"); } } class Plane:IFlyable { public void fly() { Console.WriteLine("飞机飞！"); } }
下面看看接口体现的多态性:
IFlyable ifly; ifly = new Bird(); ifly.fly(); ifly = new Plane(); ifly.fly();运行结果:
鸟儿飞！
飞机飞！
了解了接口的多态性后我们再来看一个例子：
这里定义了2个类 Animal 和 Cat （Cat继承了Animal）
public class Animal { } public class Cat:Animal { }
继续往下看：
Cat cat = new Cat();
下面这句代码，cat向animal转，子类向父类转换，这时cat会隐式转换为animal 我们说“儿子像父亲” 这是完全可以理解的
Animal animal = cat;
但是 说”父亲像儿子“ 这是说不过去的 ，但是有的时候如果儿子坑爹，强制转换了一下还是可以的
cat = (Cat)animal;
(协变)
List<Cat> catArray = new List<Cat>(); List<Animal> animalArray = catArray;
如果是上面说的类，这样写是可以的，但是这里是会报错的 如图
继续往下看 这样写却可以
IEnumerable<Cat> lCat = new List<Cat>(); IEnumerable<Animal> lAnimal = lCat;
对 IEnumerable<Cat> 转到定义 如图 我们发现这里多了一个 “out” 关键字
概念引入：
1.对于泛型类型参数，out 关键字指定该类型参数是协变的。 可以在泛型接口和委托中使用 out 关键字。out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">“协变”是指能够使用与原始指定的派生类型相比，派生程度更大的类型。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">--对于 “协变” 笔者是这样理解的就是”说的通变化“ 就像 “儿子像父亲一样”（假定父亲派生程度0那么儿子的派生程度就是1了，所以父亲可以使用派生程度更大的儿子）
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">协变与多态性类似，因此它看起来非常自然。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">(逆变)
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">我们知道IComparable<T>接口中，T的修饰符是‘in’，下面我们修改一下上面的代码演示一下
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"> class Cat : Animal, IComparable<Cat> { //仅演示 public int CompareTo(Cat other) { return 1; } } class Animal : IComparable<Animal> { //仅演示 public int CompareTo(Animal other) { return 1; } }
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">这里Cat和Animal都实现了IComparable<T>接口，然后我们这样写
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"> IComparable<Cat> ICat = new Cat(); IComparable<Animal> IAnimal = new Animal(); ICat = IAnimal;
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">代码中ICat（高派生程度）使用 IAnimal(低派生程度) “父亲像儿子” 和上面的例子完全相反。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">概念引入：
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">2.对于泛型类型参数，in 关键字指定该类型参数是逆变的。 可以在泛型接口和委托中使用 in 关键字。“逆变”则是指能够使用派生程度更小的类型。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">--对于 “逆变” 笔者的理解则是 “坑爹儿子” 反过来硬说 “父亲像儿子” 这是 “说不过去的” 只是利用了强硬的手段
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">在了解了上面的内容后，我们来看看“out” 与 “in” 关键字的特性
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">IEnumerable<T>接口的IEnumerator<T> GetEnumerator()方法返回了一个迭代器 ，不难发现T如果用 out 标记，则T代表了输出，也就说只能作为结果返回。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">IComparable<T>接口的CompareTo(T other)方法传入了一个T类型的Other参数，不难发现T如果用 in 标记，则T代表了输入，也就是它只能作为参数传入。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">下面我们演示一个例子
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">将动物会叫这功能，定义成一个泛型借口用out 修饰
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">这里会出现一个错误
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">把第二个带参数的setSound方法，去掉后编译可以正常通过
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">下面我们把 out 改成 in
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">这里会出现一个错误
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">把第一个setSound方法，去掉后编译可以正常通过，或者把第一个方法的返回值，改成其它非T类型，编译也可通过
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">这个演示充分说明了：out 修饰 T 则 T只能作为结果输出而不能作为参数 ； in 修饰 T 则 T只能作为参数而不能作为结果返回；
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"><IEnumerable接口及其泛型版>
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"> 为什么要用IEnumerable接口? 下面我们通过一个例子看看：
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"> //定义Person类 public class Person { public Person(string _name) { this.name = _name; } public string name; } //定义People类 public class People { private Person[] _people; public People(Person[] pArray) { //实例化数组 用于存Person实例 _people = new Person[pArray.Length]; for (int i = 0; i < pArray.Length; i++) { _people[i] = pArray[i]; } } }
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">上面的代码我们定义了一个Person 类和一个 People 类，显然 People是用来存放多个Person实例的集合，下面我们尝试用Foreeach 遍历集合的每个元素 输出:
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"> static void Main(string[] args) { Person[] personArray = new Person[3]{ new Person("Keiling1"), new Person("Keiling2"), new Person("Keiling3"), }; People people = new People(personArray); foreach (Person item in people) { Console.WriteLine(item.name); } }
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">这里编译不能通过，出现了一个错误
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">GetEnumerator:是IEnumerable接口中的一个方法,它返回一个 IEnumerator（迭代器）,如下图
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">IEnumerator内部规定了，实现一个迭代器的所有基本方法，包括 如下图
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">为了在foreach中使用 People的实例， 我们给People实现IEnumerable接口，代码如下：
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"> public class People:IEnumerable { private Person[] _people; public People(Person[] pArray) { //实例化数组 用于存Person实例 _people = new Person[pArray.Length]; for (int i = 0; i < pArray.Length; i++) { _people[i] = pArray[i]; } }////IEnumerable和IEnumerator通过IEnumerable的GetEnumerator()方法建立了连接，可以通过IEnumerable的GetEnumerator()得到IEnumerator对象。 IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return (IEnumerator)GetEnumerator(); } public PeopleEnum GetEnumerator() { return new PeopleEnum(_people); } } public class PeopleEnum:IEnumerator { public Person[] _people; public PeopleEnum(Person [] pArray) { _people = pArray; } //游标 int position = -1; //是否可以往下 移 public bool MoveNext() { position++; return (position < _people.Length); } //集合的所有元素取完了之后 重置position public void Reset() { position = -1; } //实现 IEnumerator的 Current方法 返回当前所指的Person对象 object IEnumerator.Current { get { return Current; } } //Current是返回Person类实例的只读方法 public Person Current { get { try { return _people[position]; } catch (IndexOutOfRangeException) { throw new InvalidOperationException(); } } } }
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">测试运行：
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"> static void Main(string[] args) { Person[] personArray = new Person[3]{ new Person("Keiling1"), new Person("Keiling2"), new Person("Keiling3"), }; People people = new People(personArray); foreach (Person item in people) { Console.WriteLine(item.name); } }
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">结果：
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">总结:
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">1.一个集合要支持foreach方式的遍历，必须实现IEnumerable接口，描述这类实现了该接口的对象，我们叫它 ‘序列’。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">比如 List<T> 支持 foreach 遍历 是因为它实现了IEnumerable接口和其泛型版，如图--
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">2. IEnumerator对象具体实现了迭代器（通过MoveNext()，Reset()，Current）。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">3. 从这两个接口的用词选择上，也可以看出其不同：IEnumerable是一个声明式的接口，声明实现该接口的class是“可枚举（enumerable）”的，但并没有说明如何实现迭代器，
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">而IEnumerator是一个实现式的接口，IEnumerator对象就是一个迭代器。
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">关于IEnumerable<T>我们来了解一下它的代码:
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff"> 
out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">
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out keyword in generic interfaces and delegates." color="#0000ff">- C# -- 泛型（3）泛型的协变与逆变
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