C# 4.0 新特性 – Covariance 1: 数组 Covariance

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Covariance 是一种运行时类型转换。我们可能会遇到这样的事情，就是在一些使用了泛型的接口或者数组中，即使只有泛型参数的类型不同，这些类型也不能像普通类一样互相转换。例如在 C# 3.0 中，将一个 System.Int32[] 转换成 System.Object[] 是不可能的。看下面的代码。

另外一个例子关于泛型接口的。看下面的代码：

编译器给出无法转换 I<A> 和 I<B> 的错误。其实，B 是 A 的派生类型，也就是说理论上从 B 转换为 A 是有可能的；但将它作为泛型接口的类型参数后，则无法对接口中的泛型类型进行转换了。

那么我们怎么解决这个问题呢？我们需要一种运行时检查和转换机制，以便处理类型参数以及数组元素之间的动态类型转换问题。

什么是 Covariance

Covariance 用于数组、泛型接口和泛型委托中，如果存在泛型接口 I<T> 的两个实例 I<A> 和 I<B>，而 A 和 B 之间有继承关系，且 A > B。如果允许 I<B> 隐式转换为 I<A>，则成 I<T> 支持 Covariance。

那么什么叫作 A > B？通俗的讲，也就是 A 出现在继承树的更上层；因为 A 处在更加抽象的地方，因此 A 更加泛化，也就是说 A 比处在低处的 B 更大。例如，Object 最大；Form 比 Compoment 小(因为 Form 继承自 Compoment) 等。

支持 Covariance 的类型可以表示为：I<T+>，或者 I<out T>。

数组类型的 Covariance

因为数组的实际类型是引用类型，因此在数组之间的类型转换包含一些规则。

对于任何两个引用类型 A 和 B，当 A 和 B 之间存在引用或者数组转换，则在相同上下标的数组转换就会存在。这种关系称之为数组的 Covariance。一个数组 Covariance 意味着类型 A 的引用实际上就是 B 的类型。如果我们希望从 System.String[] 到 System.Object[] 的隐式转换，那么在运行时，我们需要一些约束来确定这两个类型是完全兼容的。在下面的例子里面我们会得到一个 System.ArrayTypeMismatchException，因为 b 的实际类型是 String，而不是 Object。

因为存在数组的 Covariance，因此试图对数组元素赋值时就存在一个运行时检查，以确保右值是一个可被接受的类型实例。

同样的转换还出现在枚举类型和数组之间。下面的例子描述了一个基于 byte 的枚举与数组之间的 Covariance。

这个例子中，b = a 是无效的，因为 b 的元素类型是 int，而不是 byte。

下一次，我们向大家介绍接口的 Covariance。