基于.Net中的协变与逆变的深入分析

关于协变和逆变要从面向对象继承说起。继承关系是指子类和父类之间的关系；子类从父类继承所以子类的实例也就是父类的实例。比如说animal是父类，dog是从animal继承的子类；如果一个对象的类型是dog，那么他必然是animal。
协变逆变正是利用继承关系 对不同参数类型或返回值类型 的委托或者泛型接口之间做转变。我承认这句话很绕，如果你也觉得绕不妨往下看看。
如果一个方法要接受dog参数，那么另一个接受animal参数的方法肯定也可以接受这个方法的参数，这是animal向dog方向的转变是逆变。如果一个方法要求的返回值是animal，那么返回dog的方法肯定是可以满足其返回值要求的，这是dog向animal方向的转变是协变。
由子类向父类方向转变是协变 协变用于返回值类型用out关键字
由父类向子类方向转变是逆变 逆变用于方法的参数类型用in关键字
协变逆变中的协逆是相对于继承关系的继承链方向而言的。
一． 数组的协变：

animal[] animalarray = new dog[]{};

上面一行代码是合法的，声明的数组数据类型是animal，而实际上赋值时给的是dog数组；每一个dog对象都可以安全的转变为animal。dog向animal方法转变是沿着继承链向上转变的所以是协变
二． 委托中的协变和逆变
1.委托中的协变

//委托定义的返回值是animal类型是父类
public delegate animal getanimal();
//委托方法实现中的返回值是dog，是子类
static dog getdog(){return new dog();}
//getdog的返回值是dog, dog是animal的子类；返回一个dog肯定就相当于返回了一个animal；所以下面对委托的赋值是有效的
getanimal getmethod = getdog;

2.委托中的逆变

//委托中的定义参数类型是dog
public delegate void feeddog(dog target);
//实际方法中的参数类型是animal
static void feedanimal(animal target){}
// feedanimal是feeddog委托的有效方法，因为委托接受的参数类型是dog；而feedanimal接受的参数是animal，dog是可以隐式转变成animal的，所以委托可以安全的的做类型转换，正确的执行委托方法；
feeddog feeddogmethod = feedanimal;

定义委托时的参数是子类，实际上委托方法的参数是更宽泛的父类animal，是父类向子类方向转变，是逆变
三. 泛型委托的协变和逆变：
1． 泛型委托中的逆变
如下委托声明：

public delegate void feed<in t>(t target);

feed委托接受一个泛型类型t，注意在泛型的尖括号中有一个in关键字，这个关键字的作用是告诉编译器在对委托赋值时类型t可能要做逆变

//先声明一个t为animal的委托
feed<animal> feedanimalmethod = a=>console.writeline(“feed animal lambda”);
//将t为animal的委托赋值给t为dog的委托变量，这是合法的，因为在定义泛型委托时有in关键字，如果把in关键字去掉，编译器会认为不合法
feed<dog> feeddogmethod = feedanimalmethod;

2. 泛型委托中的协变
如下委托声明：

public delegate t find<out t>();

find委托要返回一个泛型类型t的实例，在泛型的尖括号中有一个out关键字，该关键字表明t类型是可能要做协变的

//声明find<dog>委托
find<dog> finddog = ()=>new dog();

//声明find<animal>委托，并将finddog赋值给findanimal是合法的，类型t从dog向animal转变是协变
find<animal> findanimal = finddog;

四． 泛型接口中的协变和逆变：
泛型接口中的协变逆变和泛型委托中的非常类似，只是将泛型定义的尖括号部分换到了接口的定义上。
1.泛型接口中的逆变
如下接口定义：

public interface ifeedable<in t>
{
void feed(t t);
}

接口的泛型t之前有一个in关键字，来表明这个泛型接口可能要做逆变
如下泛型类型feedimp<t>，实现上面的泛型接口；需要注意的是协变和逆变关键字in，out是不能在泛型类中使用的，编译器不允许

public class feedimp<t>:ifeedable<t>
{
    public void feed(t t){
        console.writeline(“feed animal”);
    }
}

来看一个使用接口逆变的例子：

ifeedable<dog> feeddog = new feedimp<animal>();

上面的代码将feedimp<animal>类型赋值给了ifeedable<dog>的变量；animal向dog转变了，所以是逆变
2.泛型接口中的协变
如下接口的定义：

public interface ifinder<out t>
{
    t find();
}

泛型接口的泛型t之前用了out关键字来说明此接口是可能要做协变的；如下泛型接口实现类

public class finder<t>:ifinder<t> where t:new()
{
    public t find(){
        return new t();
    }
}
//使用协变,ifinder的泛型类型是animal，但是由于有out关键字，我可以将finder<dog>赋值给它
ifinder<animal> finder = new finder<dog>();

协变和逆变的概念不太容易理解，可以通过实际代码思考理解。这么绕的东西到底有用吗？答案是肯定的，通过协变和逆变可以更好的复用代码。复用是软件开发的一个永恒的追求。