C# 变体(variance)

上节讲到了泛型，这节延申一下，讲一下变体。

变体(variance)是协变(convariance)和抗变(也说逆变contravariance)的统称。这个概念在.net 4中引入，在.net 2.0中就可以使用，但是比较麻烦，.net 4将这一概念封装成了特性。

讲变体之前，我们先来复习一下多态性。请看如下代码：

class Animals
{
    public virtual void Say(){}
}

class Cat : Animals
{
    public override void Say()
    {
        Console.WriteLine("小猫喵喵叫");
    }
}

class Dog : Animals
{
    public override void Say()
    {
        Console.WriteLine("小狗汪汪汪");
    }
}

interface IAnimals<out T> where T :Animals, new()
{
    void InvokeSay();
}
interface IAnimalsType<in T> where T : Animals
{
    Type GetType();
}

class AnimalsType<T>:IAnimalsType<T> where T : Animals
{
    public Type GetType()
    {
        return typeof(T);
    }
}

class AnimalsAdmin<T> : IAnimals<T> where T : Animals,new()
{
    //此处涉及到反射，不清楚反射的读者请留意后期文章
    //此处只需知道调用了传入实例类的Say()方法即可
    public void InvokeSay()
    {
        Type type = typeof(T);
        T t = new T();
        MethodInfo Say = type.GetMethod("Say");
        Say.Invoke(t, null);
    }
}

有一父类Animals，Cat和Dog继承此类，根据多态性，以下代码是可行的：

Animals cat = new Cat();
Animals dog = new Dog();

有两个接口，分别由两个类继承，先分析其中一个类和接口，下面的代码是编译不过的：

IAnimals<Animals> animals;
animals=new AnimalsAdmin<Dog>();//父类是IAnimals<Dog>
animals= new AnimalsAdmin<Cat>();//父类是IAnimals<Cat>

以上转换，在多态性中看似是可以的，但其实这样的转换不属于多态。多态性是基于类的继承，若两个类没有继承关系，何谈多态，AnimalsAdmin<Dog>和AnimalsAdmin<Cat>的父类和IAnimals<Animals>是平行类型关系，没有继承关系。只有以下代码是可行的：

IAnimals<Animals> animals;
animals=new AnimalsAdmin<Animals>();

而变体，让这样的转换变的可行。

协变：

为了建立他们之间的继承关系，接口IAnimals<T>的类型需要设置为协变，有了协变类型，AnimalsAdmin<Dog>，AnimalsAdmin<Cat>这两个类和IAnimals<Animals>就建立了继承关系（这一点比多态性稍微复杂一些）。那如何设为协变类型呢：

interface IAnimals<out T> where T :Animals, new()
{
    void InvokeSay();
}

T前加关键字out即可。我们来看一下运行结果：

微软的API中也有很多协变的例子：例如IEnumerable泛型接口就是协变性的。

抗变：

了解了协变，那么对于抗变，小伙伴们也能猜出是什么意思，协变是向上转换，请分析另一对接口和类，看如下代码：

AnimalsAdmin<Cat> cAdmin = new AnimalsAdmin<Cat>();
Type type = cAdmin.GetAnimalType(new AnimalsType<Animals>());

没有抗变，以上代码显然是不可行的，因为cAdmin.GetAnimalType的参数需要一个AnimalsType<Cat>类型的，为了使这种转换可行，需将IAnimalsType<T>接口设置为抗变类型：

interface IAnimalsType<in T> where T :Animals
{
    Type GetAnimalType();
}

在T前加关键字in,我们来看一下运行结果：

　抗变在.net Framework中有很多用处，IComparable泛型接口就是抗变类型。

通过变体，我们在面向泛型接口编程的时候，就可以借助多态性很灵活的编码。最后注意两点：设置为协变类型的T，只能用作返回类型和属性get访问器的类型，而设置为抗变类型的T只能用作方法的参数。

　本节源码文件位于：

　　https://github.com/Chunlei-Su/PublicDemo/tree/master/C%23/C%23Senior/Variance(%E5%8F%98%E4%BD%93)

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