泛型和协变逆变

最新推荐文章于 2025-09-13 23:02:05 发布

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文章标签： c# c/c++

原文链接：http://www.cnblogs.com/Nobel/archive/2012/12/04/2801635.html

c#中的泛型不支持特例化。所谓特例化就是针对 T 的不同实参，编写特定的代码。因此c#的泛型实际上都是一份代码，不会出现c++中的代码爆炸问题（缺点是让你的exe看起来很小）。唯一的例外是对值类型，因为值类型的大小不一致，所以需要生成新的代码，解决入栈出栈等实现问题，但逻辑上是一致的。

一、泛型的语法

二、协变和逆变

协变这个词是怎么来的？据说是来自数学专业，难怪让人摸不着脑袋。要了解协变逆变，首先要了解类型转化的过程。类型系统支持类型转换，从子类可以转换成基类类型。

假设子类有成员A,B，父类有成员A，当子类对象转成父类，也就是客户端会把子类当作父类来用。当使用父类A成员，实际上就是使用子类的A成员，因为子类包含了父类的所有成员，而客户只能通过父类去使用子类，那么就只能使用父类有的成员，不会出现一个成员C，是子类所没有的。因此子类对象就兼容父类。

反过来就不行，虽然客户使用子类的A，父类也有，但是使用子类的成员B，父类就没有对应的成员，必然就无法执行。假设父类和子类的成员一样，当然可以相互转换，不过这是特殊情况，c#只保证子类转换成父类是安全的，至于父类转换成子类，有任何问题都由程序员自己负责。

另外一种类型转换是数值类型的转换，原则上是小范围的类型可以转成大范围的类型，这样才不丢失数据。不过，当前的C#还不支持值类型的转换规则用于泛型的协变或逆变。

协变逆变同样遵从类型转化的规则。c#用out 和 in 修饰泛型参数，支持协变逆变的泛型称为“变体”。out参数用于函数的返回值，in参数用于函数的参数。

当是out参数的时候：如 out 子类和out 父类。假设客户使用了父类的返回类型，那么它就要求实际的返回对象自少是父类，或者基于父类的扩展（也就是子类）。假设客户使用了子类的返回类型，那么返回父类的实际对象，当调用子类中存在的成员，而不在父类中存在，必然就是一个错误。

当是in参数的时候：如in 子类和 in 父类。假设客户使用了父类的参数类型，那么他可以传子类对象实参，也能传父类对象实参进去。但是请注意，实际调用的是子类的函数！那么这个函数实际上就可能用到了子类才有的成员；如果客户把子类对象传进去当然没问题，但是如果客户把父类对象传进去，那么必然就导致错误！和上面有所不同的是，错误产生在对象内部，而不是客户段。

当使用的是子类的参数类型，客户只能传子类实参，而不能传父类实参，如果实际调用的是子类函数，当然没问题，如果实际调用的父类函数，子类实参可以转化为父类形参，也没有问题。

用代码说明：

--------------------------(1)协变

class B : A;

A fa(); B fb();

//客户

A a = fa() or fb();//ok

这里面的a 可能是A对象，也可能是B对象，但是客户端只会使用A对象的成员，因此是没有任何问题的。

B b= fa() or fb();//

假设这个也可以，那么b可能是A对象，那么客户端会通过b访问A对象中不存在的成员，因为b是B类型的变量。

原则就是：实际对象必须是自身或者后代类型，否则无法合理赋值。

所谓协变，就是实际是fb的对象，但是通过fa访问，既然是通过fa访问，那么客户端就只能是A类型，和前面陈述的情况一致，因此是可行的。