Question

在他的书 C＃in Depth 中，Jon Skeet试图回答以下问题：

为什么我无法将List<string>转换为List<object>？

为了解释它，他开始使用代码片段，其中包括以下两行：

Animal[] animals = new Cat[5]; //Ok. Compiles fine!            
List<Animal> animals = new List<Cat>(); //Compilation error!

正如评论所述，第一个compiles fine，但第二个给出了compilation error。我真的不明白原因。 Jon Skeet解释了这一点，只说第一个编译，因为在.NET中，数组是协变的，第二个不编译，因为泛型不是协变的（相反，它们是不变的）。此外，数组在.NET中是协变的，因为数组在Java和.NET中是协变的，因此它与Java类似。

我对这个简短的答案并不完全满意。我想更详细地了解它，并深入了解编译器如何处理差异，以及它如何生成IL和所有。

另外，如果我写（摘自书本身）：

Animal[] animals = new Cat[5]; //Ok. Compiles fine!
animals.Add(new Turtle()); //this too compiles fine!

编译很好，但在运行时失败。如果它必须在运行时失败（这意味着我写的东西应该没有意义），那为什么它首先编译？我可以在我的代码中使用实例animals，并且运行时没有运行时错误吗？

Answer 1

阵列有一个奇怪的历史，在.NET中存在差异。在2.0版本的CLR中添加了对方差的适当支持 - 以及C＃4.0中的语言。然而，数组总是具有协变行为。

Eric Lippert在blog post中详细介绍了这一点。

有趣的一点：

自C＃1.0以来，元素类型为引用类型的数组是协变的。这完全合法：

动物[]动物=新长颈鹿[10];

由于Giraffe小于Animal，而“make a array of”是对类型的协变操作，Giraffe []小于Animal []，因此一个实例适合该变量。

不幸的是，这种特殊的协方差被打破了。 它被添加到CLR中，因为Java需要它，而CLR设计者希望能够支持类似Java的语言。然后我们将它添加到C＃，因为它在CLR中。这个决定在当时颇具争议，我对此并不十分满意，但现在我们无能为力。

我自己强调的重点。

Answer 2

如果它必须在运行时失败，那么为什么它首先编译？

这正是阵列协方差已破坏的原因。我们允许它的事实意味着我们允许忽略在编译时被捕获的错误，而不是在运行时被捕获。

我对这个简短的答案并不完全满意。我想更详细地了解它，并深入了解编译器如何处理差异......

编译器可以轻松处理差异。编译器有一大堆代码，用于确定一种类型何时与另一种类型兼容。部分代码处理数组到数组的转换。该代码的一部分涉及泛型到泛型的转换。代码是规范相关行的直接翻译。

......以及它如何产生IL和所有。

无需为协变阵列转换生成任何IL。 为什么我们需要为两个参考兼容类型之间的转换生成IL？这就像询问我们生成的用于将字符串转换为对象的IL。 字符串已经是对象，因此没有生成代码。

Answer 3

我认为Jon Skeet解释得相当不错，但如果您需要“Ahah”时刻，请考虑泛型如何工作。

像List＆lt;＆gt;这样的通用类对于大多数目的而言，是对外治疗作为一个普通的班级。例如当你说编译器说List<string>()时 ListString()（包含字符串）并且编译器不能智能足以通过强制转换项目将ListString转换为ListObject 它的内部集合。

从阅读MSDN blog post开始，当使用委托和接口时， .NET 4.0 支持协方差和逆变。它在第二句中也提到了埃里克的文章。

为什么动物[]动物=新猫[5]编译，但列表<动物>动物=新列表<猫>（）不？</cat> </animal>

3 个答案: