C# 不理解委托的协变性和逆变性

Question

长期以来，我一直试图理解在C#泛型中使用"in"和"out"参数的用途，但我就是无法理解（我知道这个问题在StackOverflow上经常被问到）。我通常理解什么是协变性和逆变性，只是不明白为什么需要使用"in"和"out"参数。

以下是示例：

public class MainClass {

delegate TOut MyDelegate<TIn, TOut>(TIn input);

public static void Main()
{
    // Func Delegate is using "in T, out TResult"
    Func<Dog, Mammal> funcDelegate = TestMethod;

    // not using "in" or "out" parameters
    MyDelegate<Dog, Mammal> myDelegate = TestMethod;
}

static Dog TestMethod(Mammal m) { return new Dog(); }

class Mammal { }
class Dog : Mammal { } }//end of class

为什么 Func 委托在我的委托没有“in”和“out”的情况下也可以引用协变和逆变的方法时，还要使用“in”和“out”？

- Coco07

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"TIn in" 是无效的声明，这里 "in" 是不正确的标识符。 - Pavel Anikhouski

@GuruStron 抱歉，“in” 实际上应该是“输入”。这是从 Visual Studio 复制时的错误。我已经更正了。 - Coco07

@PavelAnikhouski 如果没有项目<3.5，那么今天您可以从所有委托定义中删除“in”和“out”吗？ - Coco07

@PavelAnikhouski 那很有道理。我在谷歌上搜索了200个类似的条目，但从未得到微软提供的这些信息。也许我应该参加一门谷歌课程，非常感谢你们两位！ :) - Coco07

@Coco07 我已经添加了一个答案，概括了上面的评论，并附有一些简要解释。 - Pavel Anikhouski

Answer 1

根据问题下的评论，委托变异文档将会解释：在C#中，.NET Framework 3.5引入了对所有委托类型匹配方法签名的协变性支持。这意味着您不仅可以将具有匹配签名的方法分配给委托，而且还可以将返回更派生类型（协变）或接受比委托类型指定的参数更少派生类型（逆变）的方法分配给委托。

因此，您的分配MyDelegate<Dog, Mammal> myDelegate = TestMethod;是完全可以的，尽管委托和TestMethod的签名不同（输入参数和返回类型颠倒）。

但是泛型类型参数的变异部分指出，当委托之间存在隐式转换时，仍然需要in和out参数。

为了启用隐式转换，必须使用in或out关键字在委托中显式声明泛型参数的协变或逆变。

例如，以下代码将无法编译：

MyDelegate<Dog, Mammal> myDelegate = TestMethod;
MyDelegate<Dog, Dog> anotherDelegate = TestMethod;
myDelegate = anotherDelegate; //error CS0029: Cannot implicitly convert type...

除非你使用逆变参数和协变返回类型声明 MyDelegate

delegate TOut MyDelegate<in TIn, out TOut>(TIn input);

在那之后，最后一行将会被编译。

- Pavel Anikhouski

Answer 2

除了@Pavel Anikhouski的评论（链接到this文章），当你尝试做下一步时，方差也会发挥作用，例如：

Func<Mammal, Mammal> someFunc = TestMethod;
Func<Dog, Mammal> funcDelegate = someFunc;
MyDelegate<Mammal, Mammal> someDelegate = TestMethod;
MyDelegate<Dog, Mammal> myDelegate = someDelegate; // will not compile unless you will declare MyDelegate<in TIn, TOut>

- Guru Stron

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非常感谢！我现在觉得我已经理解了，或者至少可以继续朝正确的方向阅读 :) - Coco07

老实说，这个“答案”没有提供任何新的观点，已经在所提到的文章和问题下的评论中阐述过了。它似乎只是为了刷声望分数而已。 - Pavel Anikhouski

如果 @PavelAnikhouski 的评论被写成了答案，我会将其标记为已接受的 - 我仍然很高兴。 - Coco07

@PavelAnikhouski 在看到你的评论之前我已经开始写了，而且说实话我没有读完第一条评论中你添加的引用之后的文章。同时我认为你的评论很好，可以作为答案添加进去。 - Guru Stron