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news 2025/7/15 13:21:10

提供网站建设公司电话,湖南有实力seo优化,企业展厅数字多媒体,桂林网文章目录协变协变接口的实现逆变里氏替换原则协变协变概念令人费解，多半是取名或者翻译的锅，其实是很容易理解的。比如大街上有一只狗，我说大家快看，这有一只动物！这个非常自然，虽然动物并不严格等于狗…

文章目录

- 协变
- 协变接口的实现
- 逆变
- 里氏替换原则

协变

协变概念令人费解，多半是取名或者翻译的锅，其实是很容易理解的。

比如大街上有一只狗，我说大家快看，这有一只动物！这个非常自然，虽然动物并不严格等于狗，但不会有人觉得我说的不对，把狗变成动物就是协变，C#也支持这个：

// C#6顶级语句
Dog dog= new Dog();
Animal animal= dog;interface Animal
{}class Dog : Animal
{}

那么接下来，大街上有一群狗，我说有一群动物，按理说也是对的，但看样子C#不这么认为

List<Dog> dogLst = new List<Dog>();
List<Animal> aniLst = dogLst;       //飙红飙红飙红了
interface Animal {}
class Dog : Animal {}

原因其实很容易理解，毕竟在上述的代码中，写了Dog:Animal，即声明了狗是动物的子类，但是并没有写List<Animal> : List<Dog>，换言之，从来没有声明过一群狗是一群动物的子类。

但是，如果不用List，而用其父类IEnumerable，写成下面这样，就又不报错了。

List<Dog> dogLst = new List<Dog>();
IEnumerable<Animal> aniLst = dogLst;

换言之，C#承认List<Dog>是IEnumerable<Animal>的子类，个中差别，只需一览源码，就会知晓：

public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable
public class List<T> : ..., IEnumerable<T>, ...

IEnumerable无非比List多了一个out参数，有了这个参数，就拥有了协变的功能，从而当U是T的子类时，可以支持IEnumerable到IEnumerable<T>的转换。

在官方文档中，指明了具有out关键字的泛型接口包括IEnumerable<T>, IEnumerator<T>, IQueryable<T>和IGrouping<TKey,TElement>。

协变接口的实现

协变和逆变目前只能在泛型接口和委托中使用，下面新建一个泛型接口，并使用关键字out。由于使用.Net6.0的顶级语句，所以接口和类的声明放在后面。

IOut<string> outStr = new Out();
IOut<object> outObj = outStr;
Console.WriteLine(outObj.getName());interface IOut<out T>
{T getName();
}class Out : IOut<string>
{public string getName(){return GetType().Name;}
}

编译运行，最后输出Out，即outObj尽管在声明的时候用的是IOut<object>，但在IOut的out修饰符的作用下，成功让IOut<object>变成了IOut<string>的父类，得以顺利调用Out中的方法。

那么接下来，如果想让getName更加完备一些，例如要求实现getName(T name)这样的功能，那么经out修饰的协变接口就无能为力了，像下面这样的写法果然被无情地飙红了

interface IOut<out T>
{void getName(T name);
}

逆变

VS作为宇宙顶级IDE，协变逆变十分拎得清，上述代码在飙红的同时，直接给出如下错误

变型无效: 类型参数“T”必须是在“IOut.getName(T)”上有效的逆变式。“T”为协变。

换言之，如果想让泛型接口可以输入泛型参数，那么需要用到逆变，具体写法如下，其中修饰符in表示逆变

IIn<object> inObj = new In();
IIn<string> inStr = inObj;
inStr.getName("in");interface IIn<in T>
{void getName(T name);
}class In : IIn<object>
{public void getName(object name){Console.WriteLine(name);}
}

逆变和协变最大的不同，并非in和out这两个修饰符的字数，而是整个替换逻辑发生了变化，上述代码中，实际上是作为子类的string调用了通过父类object作为参数定义的函数。

里氏替换原则

在具体实现了协变与逆变之后，总觉得那里怪怪的，最怪的其实还是下面这行代码的错误

错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错
interface IOut<out T>
{void getName(T name);
}

而且可以想象，与之相对应的下面的逆变代码也是不对的

错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错
interface IOut<in T>
{T getName();
}

接下来复盘一下产生这种现象的原因，为了破除命名带来的困扰，接下来考虑泛型接口I<T>，其中有一个函数T test(T t)。现有两个特定的继承自泛型接口I<A>和I的类，假设I<A>要调用I中的方法，那么其流程如下

A I<A>.test(A t)，即输入一个A类型的参数
将这个A类型的参数t，传入到B I.test(B t)。由于I要求输入B类型的参数，所以要求A可以转换为B类型。
B I.test(B t)计算完毕，返回一个B类型的参数
这个B类型的参数又被返回给最初的调用者A I<A>.test，而这时I<A>的函数最终将返回一个A类型的参数，换言之，在这个步骤，要求B可以转换为A。