Question

C＃4.0进一步扩展了通用类型和接口的协方差和逆变。一些接口（如IEnumerable<T>）是协变量，所以我可以这样做：

IEnumerable<object> ie = new List<string>();

但是这条线怎么样？我遇到了编译时错误

List<Object> list = new List<String>();
//Cannot implicitly convert type List<string>' to List<object>'

我的意思是，如果List<T>实施IEnumerable<T>，为什么List<T>仍然是不变的？有没有一个很好的反例可以解释为什么C＃中不允许这样做？

Answer 1

首先，C＃中的类总是不变。你不能声明这样的类：

// Invalid
public class Foo<out T>

其次 - 更重要的是对于您给出的示例 - List<T>无法在T中声明为协变或逆变，因为它有成员接受和返回类型的值T。

想象一下，如果它是协变的。然后你可以写这个（对于明显的Fruit类层次结构）：

List<Banana> bunchOfBananas = new List<Banana>();
// This would be valid if List<T> were covariant in T
List<Fruit> fruitBowl = bunchOfBananas;
fruitBowl.Add(new Apple());
Banana banana = bunchOfBananas[0];

你期望最后一行做什么？从根本上说，您不应该向实际执行时间类型为Apple的对象添加List<Banana>引用。如果你在一堆香蕉中加入一个苹果，就会掉下来。相信我，我已经尝试过了。

最后一行应在类型方面是安全的 - List<Banana>中唯一的值应为null或Banana或{a}的实例引用子类。

现在，为什么类不能协变，即使它们逻辑是......我相信在实现级别引入问题，并且也会非常在编程层面也是限制性的。例如，考虑一下：

public class Foo<out T> // Imagine if this were valid
{
    private T value;

    public T Value { get { return value; } }

    public Foo(T value)
    {
        this.value = value;
    }
}

那可能仍然无效 - 变量仍然是可写的，这意味着它被视为“in”插槽。你必须使T类型的每个变量都是只读的......这只适合初学者。我强烈怀疑会有更深层次的问题。

就纯粹的实用主义而言，CLR支持v2-C＃4的委托和接口差异，只是介绍了公开该功能的语法。我不相信CLR曾经支持泛型类差异。

Answer 2

如果我们想讨论向List添加（接受）某些东西（T），我们必须谈谈CONTRAVARIANCE（COVARIANCE不允许接受），所以：

List<Fruit> bunchOfFruits = new List<Fruit>();
// This would be valid if List<T> were contravariant in T
List<Banana> bunchOfBananas = bunchOfFruits;
bunchOfBananas.Add(new Apple()); // not possible! We have compile error, coz in spite of Apple is a Fruit it is not ancestor of Banana. No logical mistakes.
bunchOfBananas.Add(new BigBanana()); // possible coz of rules of C#! we deal with a descendant of Banana
bunchOfBananas.Add(new Fruit()); // possible, coz CONTRAVARIANCE of List. We deal with the ancestor of Banana. No logical mistakes.

因为我们可以看到VARIANCE既可以用于类也可以用于接口和委托（一般类，不仅仅用于集合）。我认为它可以在.NET的未来版本中实现。

为什么实现变体接口的类保持不变？

2 个答案: