一个简单例子理解C#的协变和逆变

关于协变逆变，SolidMango的解释是比较可取的。有了协变，比如，在需要返回IEnumerable<object>类型的时候，可以使用IEnmerable<string>来替代；有了逆变，比如，在需要接收IComparable<string>类型形参方法中，可以使用IComparable<object>类型实参来替代。

协变

先来体会协变。有2个具有继承关系的父类和子类。

    public class Animal

    {
        public string Name { get; set; }
    }

    public class Dog : Animal
    {
        public Dog(string dogName)
        {
            Name = dogName;
        }
    }

现在有一个帮助类的方法的形参类型是父类集合IEnumerable<Animal>。

    public class MyHelper

    {
        public void PrintAnimalNames(IEnumerable<Animal> animals)
        {
            foreach (var animal in animals)
            {
                Console.WriteLine(animal.Name);
            }
        }
    }

有了协变，可以在PrintAnimalNames方法中传入IEnumerable<Dog>类型的实参替代IEnumerable<Animal>类型。

        static void Main(string[] args)

        {

            List<Dog> dogs = new List<Dog>()

            {

                new Dog("小狗petty"),

                new Dog("小狗lily")

            };

            //协变

            IEnumerable<Animal> animals = dogs;

            MyHelper myHelper = new MyHelper();

            myHelper.PrintAnimalNames(animals);

            Console.ReadKey();

        }

可见，在方法中基于基类接口类型的形参，调用该方法的时候可以传入派生类接口类型的实参。      

逆变

再来体会逆变。依然是2个具有继承关系的父类和子类。

    public class Animal 
    {
        public string Name { get; set; }

        public int Age { get; set; }
    }
    public class Cat : Animal
    {
        public Cat(string catName, int catAge)

        {
            Name = catName;

            Age = catAge;
        }
    }

现在，我们想比较基类Animal的两个实例，为此，有必要专门写一个类让他实现IComparer<Animal>接口。

    public class AnimalSizeComparator : IComparer<Animal>
    {
        public int Compare(Animal x, Animal y)
        {
            if (x != null && y != null)
            {
                if (x.Age > y.Age)
                {
                    return 1;
                }
                else if (x.Age == y.Age)
                {
                    return 0;
                }
                else
                {
                    return -1;
                }
            }
            else
            {
                return -1;
            }
        }
    }

在帮助类中的方法中，针对Cat进行比较，方法接收IComparer<Cat>类型的形参。

    public class MyHelper

    {

        public void CompareCats(IComparer<Cat> catComparer)
        {
            var cat1 = new Cat("小猫1",1);
            var cat2 = new Cat("小猫2",2);
            if (catComparer.Compare(cat2, cat1) > 0)
            {
                Console.WriteLine("小猫2胜出");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("小猫1胜出");
            }
        }
    }    

有了逆变，客户端调用MyHelper的CompareCats方法时，可以传入IComparer<Animal>类型的实参。

            IComparer<Animal> animalComparer = new AnimalSizeComparator();

            MyHelper myHelper = new MyHelper();

            myHelper.CompareCats(animalComparer);

            Console.ReadKey(); 

可见，在方法中基于派生类接口类型的形参，调用该方法的时候可以传入基类接口类型的实参。 

总结：在本篇的场景中，派生类接口替代父类接口，称之为协变；父类接口代替派生类接口，称之为逆变。

以上动图由“图斗罗”提供