协变逆变

“协变”是指能够使用与原始指定的派生类型相比，派生程度更大的类型。
“逆变”则是指能够使用派生程度更小的类型。

解释的很正确，大致就是这样，不过不够直白。
直白的理解：
“协变”->”和谐的变”->”很自然的变化”->string->object :协变。

“逆变”->”逆常的变”->”不正常的变化”->object->string 逆变。

上面是个人对协变和逆变的理解，比起记住那些派生，类型，原始指定,更大，更小之类的词语，个人认为要容易点。

下面是一则笑话：
一个星期的每一天应该这样念:
星期一 = 忙day；

星期二 = 求死day；

星期三 = 未死day；

星期四 = 受死day；

星期五 = 福来day；

星期六 = 洒脱day；

星期天 = 伤day

为了演示协变和逆变，以及之间的区别，请创建控制台程序CAStudy，手动添加两个类：




因为是演示，所以都是个空类，
只是有一点记住Dog 继承自Animal,
所以Dog变成Animal 就是和谐的变化(协变),而如果Animal 变成Dog就是不正常的变化(逆变)

在Main函数中输入：




因为Dog继承自Animal，所以Animal aAnimal = aDog; aDog 会隐式的转变为Animal.
但是List<Dog> 不继承List<Animal> 所以出现下面的提示：




如果想要转换的话，应该使用下面的代码：
List<Animal> lstAnimal2 = lstDogs.Select(d => (Animal)d).ToList();

可以看到一个lstDogs 变成lstAnimal 是多么复杂的操作了。
正因如此，所以微软新增了两个关键字：Out,In,下面是他们的msdn解释：








协变的英文是：“covariant”，逆变的英文是：“Contravariant”
为什么Microsoft选择的是”Out” 和”In” 作为特性而不是它们呢？

我个人的理解：
因为协变和逆变的英文太复杂了，并没有体现协变和逆变的不同，但是out 和 in 却很直白。
out: 输出(作为结果),in:输入(作为参数)

所以如果有一个泛型参数标记为out,则代表它是用来输出的，只能作为结果返回，而如果有一个泛型参数标记为in,则代表它是用来输入的，也就是它只能作为参数。

目前out 和in 关键字只能在接口和委托中使用，微软使用out 和 in 标记的接口和委托大致如下：






先看下第一个IEnumerable<T>




和刚开始说的一样，T 用out 标记，所以T代表了输出，也就是只能作为结果返回。

public staticvoid Main()

{
Dog aDog =
new Dog();
Animal aAnimal = aDog;

List<Dog> lstDogs =new
List<Dog>();
//List<Animal> lstAnimal = lstDogs;
List<Animal> lstAnimal2 = lstDogs.Select(d => (Animal)d).ToList();

IEnumerable<Dog> someDogs =new
List<Dog>();
IEnumerable<Animal> someAnimals = someDogs;
}

因为T只能做结果返回，所以T不会被修改， 编译器就可以推断下面的语句强制转换合法，所以
IEnumerable<Animal> someAnimals = someDogs;
可以通过编译器的检查，反编译代码如下：




虽然通过了C#编译器的检查，但是il 并不知道协变和逆变，还是得乖乖的强制转换。
在这里我看到了这句话：
IEnumerable<Animal>enumerable2 = (IEnumerable<Animal>) enumerable1;
那么是不是可以List<Animal> lstAnimal3 = (List<Animal>)lstDogs; 呢？
想要回答这个问题需要在回头看看Clr via C# 关于泛型和接口的章节了，我就不解释了，
答案是不可以。

上面演示的是协变，接下来要演示下逆变。
为了演示逆变，那么就要找个in标记的接口或者委托了，最简单的就是：




在Main函数中添加：
Action<Animal> actionAnimal =new
Action<Animal>(a => {/*让动物叫*/ });
Action<Dog> actionDog = actionAnimal;
actionDog(aDog);

很明显actionAnimal 是让动物叫，因为Dog是Animal，那么既然Animal 都能叫，Dog肯定也能叫。

In 关键字：逆变，代表输入，代表着只能被使用，不能作为返回值，所以C#编译器可以根据in关键字推断这个泛型类型只能被使用，所以Action<Dog> actionDog = actionAnimal;可以通过编译器的检查。

再次演示Out关键字：
添加两个类：
public interfaceIMyList<out T>
{
T GetElement();
}

public classMyList<T> :
IMyList<T>
{
public T GetElement()
{
return
default(T);
}
}

因为out 关键字，所以下面的代码可以通过编译
IMyList<Dog> myDogs =new
MyList<Dog>();
IMyList<Animal> myAnimals = myDogs;

将上面的两个类修改为：
public interfaceIMyList<out T>
{
T GetElement();
void ChangeT(T t);
}

public classMyList<T> :
IMyList<T>
{
public T GetElement()
{
return
default(T);
}

public
void ChangeT(T t)
{
//Change T
}
}

编译：



因为T被out修饰，所以T只能作为参数。

同样修改两个类如下：
public interfaceIMyList<in T>
{
T GetElement();
void ChangeT(T t);
}

public classMyList<T> :
IMyList<T>
{
public T GetElement()
{
return
default(T);
}

public
void ChangeT(T t)
{
//Change T
}
}

这一次使用in关键字。
编译：




因为用in关键字标记，所以T只能被使用，不能作为返回值。

最后修改代码为：
public interfaceIMyList<in T>
{
void ChangeT(T t);
}

public classMyList<T> :
IMyList<T>
{
public
void ChangeT(T t)
{
//Change T
}
}

编译成功，因为in代表了逆变，所以
IMyList<Animal> myAnimals =new
MyList<Animal>();
IMyList<Dog> myDogs = myAnimals;