使用C#和接口的协变性

Question

使用C#和接口的协变性

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我不太清楚C#中关于接口协变的概念。基于下面的例子，这是一个协变的例子吗？请解释为什么或者为什么不是。

class Program
{
    static void Main()
    {
        ICarInterface car = new Car();
    }
}

interface ICarInterface
{
    void Start();
}

class Car : ICarInterface
{
    public void Start()
    {

    }
}

- Exocomp

不，这与泛型有关。SO上已经有很多相关的问题了。 - nawfal

但是我不明白，为什么它严格地与泛型有关呢？在我的示例中，Car 继承自 ICarInterface。所以以下不就是一个隐式上转换，这意味着它是一个协变的例子吗？我错过了什么吗？ ICarInterface car = new Car(); - Exocomp

这不是重复内容。Exocomp正在询问他展示的特定代码是否是协变的示例（以及为什么/为什么不是），而不是要求列出“协变的现实世界示例”的大列表。它可能是解释什么是协变的问题的重复，但并非被选中的那个问题。重新开放... - Cody Gray

3个回答

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不，这并不是真正的协变性。这只是接口实现的例子。具体来说，这是一个“赋值兼容性”的示例。因为“Car”类实现了“ICarInterface”接口，所以“Car”对象可以分配给类型为“ICarInterface”的变量。更具体类型（“Car”）的对象被分配到了更不具体类型（“ICarInterface”）的存储区域中，这是有效的，因为两种类型在分配目的上是兼容的。

协变性是一种略微不同的东西。如果保留类型的顺序（从更具体到更通用），则类型关系是协变的。例如，“IEnumerable”相对于类型“T”是协变的，因此它保留类型“IEnumerable”（更通用）和“IEnumerable”（更具体）的顺序。（在这个例子中，我们当然假设“Car”是“Vehicle”的子类）。

Eric Lippert写了一篇很好的文章，区分了协变和赋值兼容性。它有点技术性和理论性，但你绝对应该阅读它。我在这里试图进一步概括它并不足以体现它的价值。

更易于理解的协变示例（至少在我看来）是返回类型协变。这是派生类重写基类方法并返回更具体类型的情况。例如：

abstract class Habitat
{
    public abstract Animal ApexPredator();
}

class Savanna : Habitat
{
    public override Lion ApexPredator()
    { ... }
}

class Ocean : Habitat
{
    public override Shark ApexPredator()
    { ... }
}

在这个例子中，抽象类Habitat有两个具体的子类：Savanna和Ocean。所有栖息地都有一个ApexPredator，它的类型是Animal。但是在Savanna对象中，顶级掠食者是Lion，而在Ocean对象中，顶级掠食者是Shark。这是合法且安全的，因为Lion和Shark都是Animal类型。

不幸的是，C#不支持返回类型协变。然而，它被C++（包括C++/CLI）、Java和许多其他面向对象的语言支持。

以下是一些协变的具体例子。

- Cody Gray

嗨，Cody，你关于C#不支持返回类型协变的例子让我思考了一会儿，我明白你特别指的是那个例子。我想你可以使用泛型来解决这个问题，使用一个返回类型的占位符，但是不要太偏离主题了。我的问题实际上是为什么我的例子不是协变，你说那是“赋值兼容性”的一个例子，但这并不能解释为什么它不是协变？难道“赋值兼容性”就是协变，但并不是所有的协变都是“赋值兼容性”吗？ - Exocomp

@exo 嗯，你不会真的想使用泛型来替代返回类型协变。泛型意味着类型之间没有关系，而关系正是返回类型协变的重点。在C#中模拟返回类型协变的标准方法是方法隐藏。将覆盖方法设置为“protected”，然后添加一个隐藏（“new”）覆盖方法的“public”方法。如果您对此有更多问题，请提出新问题。 - Cody Gray

@exo 至于你的其他问题... "我的问题实际上是为什么我的例子不是协变性，你说那是“赋值兼容性”的例子，但这并没有解释为什么它不是协变性？" 你有阅读链接的博客文章吗？它非常好地解释了两者之间的区别。你不理解哪一部分？ "“赋值兼容性”可能是协变性，但不是所有协变性都是“赋值兼容性”吗？" 不，它们是不同的概念。你可以说在协变关系中保留了赋值兼容性。 - Cody Gray

你给了我一些值得思考的事情，让我先回顾一下，稍后会跟进。 - Exocomp

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@Exocomp：参数多态协变与赋值兼容性有关，因为赋值兼容性是在通用类型映射中保留的关系。但它们并不完全相同。一个是规定何时赋值合法的规则，另一个是生成新的赋值合法规则的模式。制作更多裙子的模式和一条裙子是两回事。 - Eric Lippert

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这不是协变性的示例，只是多态性的简单示例。在这里你可以找到协变性和多态性之间的区别。

- meJustAndrew

我访问了你给的链接，它有使用.NET 4的示例，但老实说并没有回答为什么我的示例不是协变的示例。 - Exocomp

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Ruud · Accepted Answer

协变性与子类型和泛型的相互作用有关。由于您的程序不涉及泛型，因此它不是协变性的示例。

如果U是V的一个子类型（例如U = Pear且V = Fruit），则泛型类型G称为在T中具有协变性，如果G是G的一个子类型。例如，IEnumerable是IEnumerable的一个子类型：可以从中取出梨子的东西也可以用来取出水果。

如果G扭转了子类型关系（G是G的子类型），则称其在T中具有逆变性。例如，Action是Action的一个子类型：可以放水果的东西也可以用来放梨子。

在您的示例中，既没有ICarInterface也没有Car具有可在其中具有协变性的类型参数。

特别地，在C#中，如果T标记为out，则泛型类型在类型参数T上具有协变性。如果T标记为in，则在T上具有对偶性。