C# 2010協(xié)變和逆變的新特性
1. 協(xié)變和逆變
開(kāi)發(fā)時(shí)經(jīng)常與到以下的問(wèn)題,首先看代碼:
定義一個(gè)水果類和繼承了該類的蘋果類:
public class Fruit |
有一個(gè)方法接收一個(gè)元素類型為Fruit的泛型集合,如下所示:
static void Output(List |
由于Apple類繼承自Fruit,所以很自然的認(rèn)為以下代碼“應(yīng)該”能夠正常運(yùn)行:
static void Main(string[] args) |
但實(shí)際上在.NET Framework 4.0以前的版本中這段代碼不能通過(guò)編譯。還有另外一種相似的情況,在Windows窗體應(yīng)用程序中鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件和鍵盤按鍵事件擁有不同類型的事件參數(shù)MouseEventArgs和KeyPressEventArgs,這兩個(gè)類均繼承自EventArgs,如果希望在這兩件事件觸發(fā)時(shí)執(zhí)行相同的操作,期望編寫以下“通用”的事件處理程序附加到兩個(gè)事件上是行不通的:
private void Form1_UserAction(object sender, EventArgs e) |
只能須創(chuàng)建兩個(gè)單獨(dú)的事件處理程序來(lái)執(zhí)行操作。
Visual C# 2010 中引入的協(xié)變和逆變解決了類似于這樣的問(wèn)題。
在泛型接口和委托中協(xié)變(covariance)可以使用泛型參數(shù)所定義類型的繼承類型,逆變(contravariance)用于使用更一般的類型。一個(gè)泛型接口或委托的泛型參數(shù)被聲明為協(xié)變或逆變時(shí)該接口或委托稱為變體。在.NET Framework 4和Visual Studio 2010中,C#和Visual Basic均支持變體泛型接口和委托,并且允許泛型參數(shù)的隱式轉(zhuǎn)換,而且這兩種語(yǔ)言都允許創(chuàng)建自定義變體接口和委托。變體只支持引用類型,值類型不支持變體。
使用協(xié)變,第一個(gè)問(wèn)題可以解決,這些代碼在Visual Studio 2010中能夠正確編譯并運(yùn)行。使用逆變可以解決第二個(gè)問(wèn)題,這時(shí)事件處理程序使用了“更一般”的類型(該事件的委托允許使用更一般的類型)。
2. 接口中的變體
在.NET Framework 4中對(duì)一些已存在的泛型接口引入了變體支持,這支持實(shí)現(xiàn)了這些接口的類的隱式轉(zhuǎn)換。這些接口是:
IEnumberable |
開(kāi)發(fā)人員還可以在泛型類型參數(shù)上使用in和out關(guān)鍵字以聲明變體泛型接口。
2.1 使用out關(guān)鍵字聲明協(xié)變泛型參數(shù),例如以下代碼:
interface IFileCollection |
但是該變體類型T必須遵守以下規(guī)則:
1. 該類型不能作為方法參數(shù)而只能作為返回類型。
interface IFileCollection |
2. 第一個(gè)規(guī)則有一個(gè)特殊情況是當(dāng)方法參數(shù)是逆變泛型委托時(shí)可以將該類型作為該委托的泛型類型參數(shù)。
interface IFileCollection |
3. 該類型不能作為接口方法中泛型類型的約束,例如以下代碼是錯(cuò)誤的
interface IFileCollection |
2.2. 使用in關(guān)鍵字聲明逆變泛型參數(shù)。逆變類型僅能用于方法的參數(shù)和泛型類型約束而不能作為返回類型。
interface IOperator |
2.3. 可以在一個(gè)接口中同時(shí)使用out和in定義協(xié)變和逆變,但仍需遵守相應(yīng)規(guī)則。
2.4. 實(shí)現(xiàn)變體接口時(shí)語(yǔ)法與普通接口語(yǔ)法一致,但實(shí)現(xiàn)了變體接口的類不在是變體的。如果某個(gè)接口繼承自變體接口,根據(jù)需要使用in或out來(lái)指定子接口是否仍然為變體類型。如果某個(gè)接口同時(shí)繼承了變體接口和非變體接口,那么該接口為非變體類型,并且不能從逆變接口繼承為協(xié)變接口。
3. 委托中的變體
.NET Framework 4 中為某些已存在的泛型委托引入變體支持,這些支持在使用委托類型匹配方法簽名時(shí)提供了很大的靈活性,這些委托是:
System命名空間下的Action委托,例如Action
System命名空間下的Func委托,例如Func
Predicate
Comparison
EventHandler
Converter
同樣可以使用out和in關(guān)鍵字定義協(xié)變和逆變泛型參數(shù),仍然需要遵守在接口中定義時(shí)相應(yīng)的規(guī)則。定義完成之后使用原來(lái)的委托訪問(wèn)語(yǔ)法實(shí)例化和調(diào)用委托即可
4. 總結(jié)
Visual C# 2010中新提供了協(xié)變和逆變的新特性,一個(gè)泛型接口或委托的泛型參數(shù)被聲明為協(xié)變或逆變時(shí)該接口或委托稱為變體,這為我們解決類似于開(kāi)篇中的兩類問(wèn)題帶來(lái)了便利。.NET Framework 4中已為現(xiàn)有的一些接口和委托增加了變體支持,并且開(kāi)發(fā)人員可以使用in和out關(guān)鍵字定義自己的變體接口和委托,但在定義時(shí)需要遵守相應(yīng)的規(guī)則。
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