Question

为什么我在以下代码中遇到编译错误（参见注释行）？

    public void Test()
    {
        HashSet<HashSet<Animal>> setWithSets = new HashSet<HashSet<Animal>>();
        HashSet<Cat> cats = new HashSet<Cat>();
        setWithSets.Add(cats); // Compile error
    }

    private class Animal { }

    private class Cat : Animal { }

VS2012给了我两个错误，第一个是重要错误：

错误2参数1：无法从'System.Collections.Generic.HashSet＆lt; Expenses.Tests.TestDb.SetTest.Cat＆gt;'转换到'System.Collections.Generic.HashSet＆lt; Expenses.Tests.TestDb.SetTest.Animal＆gt;'
错误1'System.Collections.Generic.HashSet＆lt; System.Collections.Generic.HashSet＆lt; Expenses.Tests.TestDb.SetTest.Animal＆gt;＆gt; .Add（System.Collections.Generic.HashSet）的最佳重载方法匹配）'有一些无效的论点

我的问题是：为什么我不能将“猫”添加到“setWithSets”？

Answer 1

为了更好地理解为什么不允许这样做，请考虑以下程序。

编译器可以接受行setOfSets.First().Add(new Dog());，因为动物集合肯定可以拥有Dog的实例。问题是集合中的第一个动物集合是Cat个实例的集合，Dog没有扩展Cat。

class Animal { }
class Cat : Animal { }
class Dog : Animal { }

class Program {
    static void Main(string[] args) {

        // This is a collection of collections of animals.
        HashSet<HashSet<Animal>> setOfSets = new HashSet<HashSet<Animal>>();

        // Here, we add a collection of cats to that collection.
        HashSet<Cat> cats = new HashSet<Cat>();
        setOfSets.Add(cats);

        // And here, we add a dog to the collection of cats. Sorry, kitty!
        setOfSets.First().Add(new Dog());
    }
}

Answer 2

即使Cat来自Animal，HashSet<Cat>也不是HashSet<Animal>派生的。（HashSet<Anything>的唯一基类是object类。）

要获得所需的行为，HashSet<T>泛型类型必须在其类型参数T中为协变。但事实并非如此，原因有两个：

在C＃中，只有通用接口和通用委托类型可以是共变或逆变。 HashSet<>是一个班级。
您不仅可以从HashSet<>阅读，还可以添加（并执行其他操作）。因此，协方差在逻辑上是不可能的。或者，我们可以将HashSet<Cat>视为HashSet<Animal>，然后为其添加Dog。但是一组猫不允许狗。

如果您将HashSet<T>更改为例如IReadOnlyCollection<T>（请参阅.NET 4.5 documentation: IReadOnlyCollection<out T> Interface），那么事情会起作用，因为后一种类型（1）是一个接口，（2）只允许阅读，并且（3）因此在这个类型的作者决定适用的T中预先标记了“我是协变的”。

Answer 3

您收到编译器错误，因为HashSet的类型构造函数是不变。

有关术语“不变量”的解释，请查看Covariance and contravariance

Answer 4

因为HashSet<Cat>不是从HashSet<Animal>派生的，这是您想要做的事情所必需的。

您可以做的是向Cat添加HashSet<Animal>，因为Cat来自Animal 无法做的是将HashSet<Cat>添加到HashSet<HashSet<Animal>>

你可能认为你可以使用协方差，这可以让你这样做：

IEnumerable<Cat> cats = new List<Cat>();
IEnumerable<Animal> animals = cats;

这是有效的，因为这是IEnumerable的接口声明：

public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable
{
    IEnumerator<T> GetEnumerator();
}

注意'out T'？这是协方差。它基本上允许您在通用类型的类上具有类似继承的行为。请注意，您只能在接口上声明协方差。现在让我们看看ISet，即HashSet实现的接口：

public interface ISet<T> : ICollection<T>, IEnumerable<T>, IEnumerable
{
    ...
}

如您所见，没有'out'关键字。这意味着你不能这样做：

ISet<Cat> cats = new HashSet<Cat>();
ISet<Animal> animals = cats;

C＃为什么我不能将键入子类的hashset添加到键入其超类的hashset中

4 个答案: