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按：这文章算是上星期与装配脑袋一起讨论到的一些东西的总结。我试图用更多一点的代码把协变和反变解释得更浅显一点。大家也可以参考Ninputer同学的文章： http://www.cnblogs.com/Ninputer/archive/2008/11/22/generic_covariant.html
为什么要有协变 首先来说明一下为什么会要协变。协变其实是一个相当简单的概念。我们知道在OO的语言中，可以把一个子类的实例赋值给一个基类的引用。就像这样:  FileStream fs = new FileStream();Stream s = fs;
当引入了泛型之后，很容易我们会想到，像下面这样一个赋值是不是可以呢： interface ISample<T> {}
class ConcreteFileStream : ISample<FileStream> {} ISample<FileStream> iFs = new ConcreteFileStream(); ISample<Stream> iS = iFs; //这里的赋值是可以的吗？
直观上来看FileStream是Stream的子类，那么这个赋值当然应该是可行的。如果是可行的，那么我们称ISample<T>的泛型参数T，支持协变。 然而事实上，情况远没有这么简单。协变并不是像我们主观上认为的那样，总是可以的。在某些情况，泛型参数不能进行协变，但可以进行反变。所谓的反变，就是指对于这个泛型参数，我们可以做如下的赋值： class ConcreteStream : ISample<Stream>
{} ISample<Stream> iS = new ConcreteStream(); ISample<FileStream> iFs = iS; //如果这样的赋值可以进行，则称这个泛型参数支持反变
这样的赋值竟然是可以的？是不是有违我们的直觉？接下来我们讨论一下什么情况下可以协变，什么情况下可以反变，而什么情况下两者都不可以。 这里需要说明的一点是，我们这里说“一个赋值可以进行”，意思是指这个赋值不会引发类型不安全的形为。不会因此，导致类型相关的异常。在实际使用 中，C#编译器会检测到“这样一个赋值是不可以进行的”，从而会引发问题的代码不能通过编译。而泛型参数也要显示的声明成是否可以协变与反变。
什么时候可以协变与反变? 之前提到了，要进行协变，远比我们的直觉要复杂的多。一个泛型参数是不是可以协变，取决于接口所定义的方法是如何使用这个泛型参数的。让我们来看下面的例子： interface ISample<T>
{ T foo(); }
此时，T是被用作返回值的类型。而在这种情况下，T是支持协变的。请看以下的代码： ISample<FileStream> iFs = new ConcreteFileStream();
ISample<Stream> iS = iFs; Stream s = iS.foo(); //iS.foo()返回FileStream对象，可以隐式转化为Stream类型，没有问题！！
当我们使用ISample<Stream>的时候，因为类型参数为Stream，所以代码中我们指望foo方法会返回一个Stream 对象。而当iS实际指向一个ISample<FileStream>的对象时，foo方法会返回一个FileStream对象。而因为 FileStream是Stream的子类，因此也是一个Stream对象。所以，在这里这个赋值不会引发任何问题。 在C# 4.0当中，如果一个泛型参数可以进行协变，我们要显示地进行声明，最通常的，当T被传出的时候，可以进行协变（这在有高阶函数的时候不成立，但我们稍后再讨论），所以我们要用一个out关键字来修饰T，说明它可以协变，像这样： interface ISample<out T>
{}
接下来让我们看一个不能协变的例子： interface ISample<T>
{ void foo(T t); } ISample<FileStream> iFs = new ConcreteFileStream(); ISample<Stream> iS = iFs; //如果可以，会引发以下的情况，导致类型不安全 Stream s = new Stream(); iS.foo(s); //不能把s转化为FileStream!!!
我们可以看到当使用iS的时候，我们认为类型参数是Stream，因此调用foo的时候，我们可能会把一个Stream类型的对象当作参数传递给 foo。而当iS实际指向一个ISample<FileStream>的时候，foo函数要求的是一个FileStream对象。而 Stream是不能转化为FileStream的。所以如果允许这样的赋值，在运行时会有一个InvalidCastException。实际情况 是，C#编译器会检测到这段代码的问题，不会让代码通过编译。而在这种情况下，iS不可以指向ISample<FileStream>，也就 是说T不支持协变。比较有趣的是，在这种情况下，T可以进行反变： ISample<Stream> iS = new ConcreteStream();
ISample<FileStream> iFs = iS; FileStream fs = new FileStream(); iFs.foo(fs);//可以将fs转化为Stream类型，所以不会有类型不安全！
在这里，使用iFs的时候，因为T的类型被指定为FileStream，foo的名义签名为 void foo(FileStream t)，所以我们有可能将一个FileStream类型的对象传递给foo函数。而当iFs实际指向一个ISample<Stream> 时，foo的实际签名为void foo(Stream t)，而当我们把fs传递给foo的时候，会发生一个从FileStream到Stream的转换。FileStream是子类，所以这个转换完全可行。 在这里，我们把一个ISample<Stream>赋值给一个ISample<FileStream>，而不会引发类型不安全。 这种情况，我们称T支持反变。我们要用in关键字来显示地说明这一点： interface ISample<in T>
{ void foo(T t); }
所以，协变与反变的一般定义如下： class Base {}
class Derived : Base {} interface ISample<T> {} ISample<Base> iB; ISample<Derived> iD; iB = iD; //如果这个赋值是类型安全的，那么T可以协变 iD = IB; //如果这个赋值是类型安全的，那么T可以反变
写到这里，你大概会觉得，当T用在参数的时候，可以反变，用作返回类型的时候，可以协变。当又是参数又是返回类型的时候，就既不能协变也不能反变 了。在通常的应用中，这是正确的。这里所谓的通常，是指没有高阶函数存在的情况。很不幸的是，其实我们还蛮容易就会碰到有高阶函数的情况。那么具体的内 容，让我们在下一篇里再继续。 |
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