逆变/协变在使用 Func<in T1, out TResult> 作为参数时的应用

Question

假设我有这样一个接口：

public interface IInterface<in TIn, out TOut> {
  IInterface<TIn, TOut> DoSomething(TIn input);
}

TIn是反变的，而TOut是协变的。

现在，我希望调用者能够指定一些函数来执行输入值上的操作，所以天真地我会向接口添加以下方法：

IInterface<TIn, TOut> DoSomethingWithFunc(Func<TIn, TOut> func);

无法正常工作。现在要求 TIn 协变，TOut 抗变。

我知道不能将协变的泛型类型用作方法的输入，但我认为可以在嵌套的泛型类型中使用它们本身指定方差（Func<in T1, out TResult>）。

我尝试创建一个具有协变/抗变类型的新委托类型，并更改接口以接受此类型的参数，但结果没有成功（相同的错误）。

public delegate TOut F<in TDlgIn, out TDlgOut>(TDlgIn input);

public interface IInterface<in TIn, out TOut> {
  IInterface<TIn, TOut> DoSomethingWithFunc(F<TIn, TOut> func);
}

有没有办法让编译器满意？这是否可能（例如使用其他嵌套类型或额外的泛型参数）？如果不行，为什么？

- knittl

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不确定 这个讨论 是否适用，但可能有帮助。 - GSerg

我认为这与我一段时间前提出的一个问题有关： https://dev59.com/EFfUa4cB1Zd3GeqPJJHB - MattC

你尝试过使用 delegate TOut F<out TDlgIn, in TDlgOut>(TDlgIn input) 吗？当传递委托时，协变/逆变需要反过来。 - Stefan Steinegger

Answer 1

这样做是不安全的，因为您可能会使用它来执行以下操作：

public class Id<I, O> : IInterface<I, O>
{
    private Func<I, O> f;
    public Id(Func<I, O> f) { this.f = f; }
    public IInterface<I, O> DoSomething(I i) { this.f(i); return this; }
    public IInterface<I, O> DoSomethingWithFunc(Func<I, O> newF) {
        this.f = newF;
        return this;
    }
}

然后

Func<Animal, string> fa;
IInterface<object, string> oi = new Id<object, string>(_ => "");
Interface<Monkey, string> mi = oi;  //safe
IInterface<Monkey, string> mi2 = mi.DoSomethingWithFunc(fa);
oi.DoSomething("not an animal!");

此时，您将向 Func<Animal, string> 传递了一个 string。

- Lee

Answer 2

Error   CS1961  Invalid variance: The type parameter 'TIn' must be covariantly valid on 'IInterface<TIn, TOut>.DoSomethingWithFunc(Func<TIn, TOut>)'. 'TIn' is contravariant.

你实际上想要做的是，将协变的TOut类型作为参数传递给“DoSomethingWithFunc”方法。这是不可能的，只有In类型可以作为参数传递，Out只能作为结果。在你的例子中，你把TOut作为一个参数（它将作为你的Func的结果被传递给“DoSomethingWithFunc”）。

网络上有很多关于这个问题的文章（什么是“covariantly valid”的意思），但我认为最好的解释是：https://blogs.msdn.microsoft.com/ericlippert/2009/12/03/exact-rules-for-variance-validity/

这意味着你当然可以把你的Func作为接口方法的结果。

- Jakub Szumiato

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此外，如果您想要反转类型以欺骗编译器（实际上只会更改输出类型，所以可能不会帮助您），您可以使用Func<Func<Tin，TOut>>。 - Jakub Szumiato

使用 Func<Func<>> 看起来很有趣，我会试一试。 - knittl

Answer 3

你试过这个吗？

delegate TOut F<out TDlgIn, in TDlgOut>(TDlgIn input)

当传递委托时，协变/逆变需要反过来。我不知道这是否有帮助。也不知道你在方法中想要做什么。

- Stefan Steinegger

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是的，这显然可以工作。但我希望我的输入是输入，而不是输入/输出交换。我不认为这会做我期望的事情。在我得出结论之前，我必须尝试一下。也许它确实做我需要的事情，但只是非常不直观。 - knittl

实际上，我不能将TDlgIn用作参数，因为它被标记为out（协变）。 - knittl

当你足够深入地思考它时，它实际上是直观的（除了整个事情超出任何直觉之外...）。您的类获得一个委托并通常希望调用它。因此，为了传递参数，它需要兼容。将参数传递给委托时，它正在离开您的类，因此是 out。从委托中返回的内容进入您的类，因此是 in。 - Stefan Steinegger

你说得对（这解释得很清楚）。也许我需要一个带有4个类型参数的委托 :) - 希望C#可以推断它们，否则使用该委托将变得非常麻烦。 - knittl

我仍然不知道你实际想要做什么。 - Stefan Steinegger

很难解释 :) 我有一个现有的类 C，它以 Action<C> 作为参数(没有接口 → 没有变化)。我现在想通过引入流畅的构建器来简化该类的创建。这个构建器应该接受一个 Func<TIn, TOut> (类 C (有时)具有输入和输出字段/参数，我会将其映射到 TIn/TOut)。问题是，现有的类有点不太经过深思熟虑，但我目前无法重构它。 - knittl