協變和逆變如何提高 C# 介面中的型別安全性和靈活性？

C#協變與逆變介面詳解

協變和逆變用來描述介面與其可引用的型別之間的關係。它們控制編譯器如何驗證不同類型變數之間賦值的安全性。

協變

當介面使用<out T>語法宣告時，即為協變介面。這意味著它可以持有繼承層次結構中T的更高類型參考。因此，協變介面類型的變數可以賦值給更通用類型的變數。例如，IEnumerable<Animal>可以安全地賦值給IEnumerable<Object>。

逆變

相反，使用<in T>語法聲明的介面是逆變介面。它可以持有繼承層次結構中T的較低型別參考。因此，逆變介面類型的變數可以賦值給更具體的類型變數。例如，Action<Animal>可以賦值給Action<Cat>。

實際應用

C#程式設計中的協變和逆變有以下優點：

• 提高程式碼可讀性: 透過表達介面和類型之間的預期關係，程式碼更易於理解和維護。
• 提高型別安全性: 編譯器可以檢查協變和逆變介面之間的賦值，以確保其型別安全。
• 資料處理的彈性: 協變允許將派生類型的集合視為基底類型的集合，從而在資料處理中提供更大的靈活性。

範例

考慮以下範例：

<code class="language-csharp">interface IBibbleOut<out T> { }
interface IBibbleIn<in T> { }

class Base { }
class Descendant : Base { }

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 协变示例：派生类引用可以赋值给基类引用。
        IBibbleOut<Base> b = GetOutDescendant();

        // 逆变示例：基类引用可以赋值给派生类引用。
        IBibbleIn<Descendant> d = GetInBase();
    }

    static IBibbleOut<Descendant> GetOutDescendant() => null;

    static IBibbleIn<Base> GetInBase() => null;
}</code>

如果沒有協變和逆變，此範例中的程式碼將由於類型安全性問題而無法編譯。但是，有了這些保護措施，編譯器就可以驗證賦值並允許程式碼安全執行。

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