为什么我无法将基类引用转换为由派生类实现的变体接口？

Question

我有以下的接口和类：

private interface ITest<in T1, out T2>
{
}

private class TestClass
{
}

private class TestClass<T1, T2> : TestClass, ITest<T1, T2>
{
}

有了这些，我可以做到：

    TestClass testBase = new TestClass<Parent, Child> ();

    TestClass<Parent, Child> testGeneric = (TestClass<Parent, Child>)testBase; // Works fine
    ITest<Parent, Parent> testInterface = (ITest<Parent, Parent>)testGeneric; // Works fine

但是如果我试图将两者结合起来，我就做不到：

    ITest<Parent, Parent> testInterface = (ITest<Parent, Parent>)testBase; // Fail!

为什么我不能直接在这里进行强制类型转换？这只是C#类型转换或变体接口的限制吗？

如果接口的类型参数与泛型类的类型完全匹配，它实际上是可以工作的：

    ITest<Parent, Child> testInterfaceExact = (ITest<Parent, Child>)testBase; // Works

- Marconius

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无法复现，这里和dotnetfiddle上都可以正常工作。请提供一个[minimal, complete, and verifiable example (mcve)]并说明您正在使用的编译器版本。 - Heinzi

我期望这个能够工作，Child 是否真的是 Parent 的子类型？ - Lee

Answer 1

问题在于TestClass并不是真正的ITest<T1, T2>。它与接口无关，因此您不能仅仅写下以下代码：

(ITest<T1, T2>)new TestClass();

另一方面，非泛型的TestClass与泛型的TestClass有关，因此以下指令实际上是一个向下转换：

(TestClass<T1, T2>)new TestClass();  // will fail at run time...

在运行时，向下转型可能成功也可能失败，这取决于实际对象是否为派生类型。编译总是会成功的。

现在，如果你想要一个基类引用指向派生对象，那是可以的。但是，如果你希望将其转换为仅派生类知道的任何东西，比如接口，你首先需要执行向下转型：

TestClass derived = new TestClass<T1, T2>();
ITest<T1, T2> interf = (TestClass<T1, T2>)derived;

你甚至不需要将其转换为接口，因为泛型类已经实现了该接口。

随着变体类型参数的增加，问题变得更加严重。如果编译器无法访问泛型参数的变异信息，它就无法检查转换是否可能。一旦你将其转换为泛型类，编译器将能够正确推断变异并分配引用：

TestClass derived = new TestClass<Parent, Child>();
ITest<Parent, Parent> interf = (TestClass<Parent, Child>)derived;

你的最后一行代码能够正常工作，这是事实：

ITest<Parent, Child> testInterfaceExact = (ITest<Parent, Child>)testBase;

这只是因为您尚未更改通用类型，因此编译器在此行没有推断出变化信息（它没有）。

- Zoran Horvat