C#泛型中的协变out与逆变in分析

本文分为两部分，首先说明什么是协变与逆变，之后使用C#自带使用逆变的Action等进行实例演示。

协变与逆变是针对于泛型而言的，为了更加清楚的说明问题，首先我构造两个类如下：

  class Animal { }
  class Cat : Animal { }

 很简单，Animal为基类，Cat为继承的子类，那么接下来的写法大家一起来分析一下写的是否正确：

 Animal animal1 = new Cat();
 List<Animal> animals = new List<Cat>();

 答案是：第一行的完全正确，第二行是错误的，C#编译器给我们的错误提示为：

 也就是说虽然Cat继承了Animal，但是List<Cat>并未继承List<Animal>

我们换一种写法：

IEnumerable<Animal> list2 = new List<Cat>();

这样就是对的了，F12查看IEnumerable定义：

 那么这个out是什么意思呢？为什么使用了它，就可以写出并不是看左右整体是否是继承关系才能通过编译呢？

泛型前加out它代表的就是协变，T只能作为返回值，不能作为参数，这就是协变

我们编写一个自定义协变，来理解一下到底什么是协变，如何理解，如何记忆：

#region 自定义协变
        public interface ICustomerListOut<out T>
        {
            T Get();//T只能作为返回值，不能作为参数
        }
        public class CustomerListOut<T> : ICustomerListOut<T>
        {
            public T Get()
            {
                return default(T);
            }
        }
#endregion

使用协变：

   // 使用自定义协变
   ICustomerListOut<Animal> customerList1 = new CustomerListOut<Animal>();
   ICustomerListOut<Animal> customerList2 = new CustomerListOut<Cat>();
   //理解成后面实例的实际类型(Cat)必须是左边(Animal)内部扩展的（即继承了左边的类型或接口）(out)

这么理解：右边必须是左边的扩展(因为是out),即右边需要继承或者实现了左边；上方就是右边的Cat继承了左边的Animal；

对于C#委托相比大家都不是很陌生，如Action<T>,Func<T>等，F12查看定义：

 那么这个in又是什么意思呢？

在泛型前加in，而且T只能作为方法参数，不能作为返回值，这就是逆变

我们编写一个自定义逆变，来理解一下到底什么是逆变，如何理解，如何记忆：

#region 自定义逆变
        //在泛型接口的T前面有一个In关键字修饰，而且T只能方法参数，不能作为返回值类型，这就是逆变
        public interface ICustomerListIn<in T>
        {
            void Show(T t);//T只能作为参数，不能作为返回值
        }
        public class CustomerListIn<T> : ICustomerListIn<T>
        {
            public void Show(T t)
            {
                
            }
        }
#endregion

使用：

 // 使用自定义逆变
ICustomerListIn<Cat> customerListCat1 = new CustomerListIn<Cat>();
ICustomerListIn<Cat> customerListCat2 = new CustomerListIn<Animal>();
//理解成后面实例的实际类型(Animal)必须在左边(Cat)内部已经继承或者实现了的(in)

这么理解：右边必须是左边的基类或者实现的接口(因为是in),即右边需要左边继承或实现了它；上方就是右边的Animal被左边的Cat继承了；

in就是在括号内做参数，out就是出括号做返回值，这样来记。

 使用Action<in T>举例子来加深理解的深度：

首先定义两个Action如下：

public Action<Animal> an;
public Action<Cat> cat;

然后定义两个方法：

 public void ceshi1(Animal an) { }
 public void ceshi2(Cat an) { }

我书写如下代码，大家一起来理解一下，看看写的是否对：

1)an+=ceshi1

2)an+=ceshi2

3)cat+=ceshi1

4)cat+=ceshi2

答案是:1.3.4都是对的  2是错的

因为2式中 an是Animal，测试2是Cat，在逆变情形下，需要左边实现或者继承右边

而实际情况是Cat继承了Animal，因此3对，2不对。

杰杰觉得这个很有用，希望跟大家一起分享。