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C#4.0新特性之協(xié)變與逆變實(shí)例分析

更新時(shí)間：2014年09月08日 15:36:36 投稿：shichen2014

這篇文章主要介紹了C#4.0新特性的協(xié)變與逆變,是比較實(shí)用的一個(gè)新功能,需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了C#4.0新特性的協(xié)變與逆變，有助于大家進(jìn)一步掌握C#4.0程序設(shè)計(jì)。具體分析如下：

一、C#3.0以前的協(xié)變與逆變

如果你是第一次聽說這個(gè)兩個(gè)詞，別擔(dān)心，他們其實(shí)很常見。C#4.0中的協(xié)變與逆變（Covariance and contravariance）有了進(jìn)一步的完善，主要是兩種運(yùn)行時(shí)的（隱式）泛型類型參數(shù)轉(zhuǎn)換。簡(jiǎn)單來(lái)講，所謂協(xié)變(Covariance)是指把類型從“小”升到“大”，比如從子類升級(jí)到父類；逆變則是指從“大”變到“小”，兩者各有不同的條件和用途。下面的例子演示了C#3.0以前對(duì)協(xié)變與逆變支持：

代碼1

public class Animal { }
public class Cat : Animal { }

public delegate Animal AniHandler(Animal a);
public static Animal AniMethod(Animal a) { return null; }
public static Cat CatMethod(Object o) { return null; }

public static void TestCovariance()
{
  AniHandler handler1 = AniMethod;
  AniHandler handler2 = CatMethod;//這里是合法的
}

這里的CatMethod雖然不是嚴(yán)格滿足委托AniHandler的簽名，但它被用作AniHandler是合法的，在協(xié)變（Cat->Animal）和逆變(object->Animal)的作用下，委托指向的方法中，傳入的參數(shù)可以是一個(gè)大的，寬泛的類型，而返回出來(lái)的結(jié)果可以是一個(gè)更小的，精確的類型（子類），因?yàn)樗烁嗟男畔?。注意這里是站在方法里面這樣說的，而在調(diào)用者使用方法的角度，恰恰是相反的，在調(diào)用方法時(shí)，參數(shù)可以是一個(gè)“小”的子類，而返回值可以用作一個(gè)“大”的父類，如下面的調(diào)用是合法的：

object o = AniMethod(new Cat());

呵呵，聽上去有點(diǎn)暈，現(xiàn)在我要試著把問題簡(jiǎn)潔地表達(dá)清楚。無(wú)論是協(xié)變還是逆變，它都是為了讓這樣一個(gè)非常合理的事實(shí)成立：如果提供的類型信息比所需要的類型信息多（而不是相等），那這當(dāng)然是可以的。在代碼1的例子中，AniHandler委托需要一個(gè)Animal作為返回值，但是我返給它一個(gè)Cat，Cat包含了Animal的所有特征，這當(dāng)然是可以的，這就是協(xié)變；同時(shí)AniHandler需要一個(gè)Animal作為參數(shù)，為了讓函數(shù)獲得的信息比要求的多，我可以只要求傳進(jìn)來(lái)一個(gè)object，這也當(dāng)然是可以的，這就是逆變。

二、C#4.0中的協(xié)變

我們先來(lái)看一下和諧的協(xié)變是如何發(fā)生的。C#4.0中的協(xié)變與C#3.0中的寬松委托非常類似，新的C#協(xié)變特征還體現(xiàn)在泛型接口或者泛型委托的類型參數(shù)上。還是以經(jīng)典的Animal和Cat為例，在你看過上面代碼1之后，既然Cat CatMethod()可以被用作Animal AniHandler，那么你完全有理由相信下面的代碼在C#3.0中也是合法的：

代碼3

delegate T THandler<T>();

static void Main(string[] args)
{      
  THandler<Cat> catHandler= () => new Cat();
  THandler<Animal> aniHandler = catHandler;//Covariance 
}

很遺憾，您錯(cuò)了，在C#3.0中，上面的代碼不能通過編譯，你會(huì)被告知發(fā)生錯(cuò)誤！

時(shí)代進(jìn)步了，現(xiàn)在在C#4.0的編譯器是支持上面的寫法的。你只需要在聲明THandler的類型參數(shù)前加一個(gè)out關(guān)鍵字即可：

delegate T THandler<out T>();

單獨(dú)的使用一個(gè)關(guān)鍵字而不是直接允許隱式轉(zhuǎn)換也是為了類型安全的考慮。所以當(dāng)你寫下out的時(shí)候，就應(yīng)該知道可能發(fā)生的Covariance。

三、C#4中的逆變

我們繼續(xù)使用Animal和Cat的例子，在VS2008中，以下的代碼不能通過編譯：

代碼5

delegate void THandler<T>(T t);  
public static void TestContravariance()
{
  THandler<Animal> aniHandler = (ani) => { };
  THandler<Cat> catHandler = aniHandler;
}

而在VS2010中，呃，同樣不能。呵呵，其實(shí)就差一點(diǎn)點(diǎn)，這里如果在類型參數(shù)T前面加上關(guān)鍵字“in”，即delegate void THandler<in T>(T t);就可以實(shí)現(xiàn)Cat->Animal的Contravariance。

四、總結(jié):

C#4中的協(xié)變和逆變使得泛型編程時(shí)的類型轉(zhuǎn)換更加自然，不過要注意的是上面所說的協(xié)變和逆變都只作用于引用類型之間，而且目前只能對(duì)泛型接口和委托使用。一個(gè)T參數(shù)只能是in或者是out，你如果即想你的委托參數(shù)逆變又想返回值協(xié)變（如代碼1所示），是做不到的。

相信本文所述對(duì)于大家更好的掌握C#4.0程序設(shè)計(jì)有一定的借鑒作用。

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