协变和逆变如何提高 C# 接口中的类型安全性和灵活性？

C#协变和逆变接口详解

协变和逆变用于描述接口与其可引用的类型之间的关系。它们控制编译器如何验证不同类型变量之间赋值的安全性。

协变

当接口使用<out T>语法声明时，即为协变接口。这意味着它可以持有继承层次结构中T的更高类型引用。因此，协变接口类型的变量可以赋值给更通用类型的变量。例如，IEnumerable<Animal>可以安全地赋值给IEnumerable<Object>。

逆变

相反，使用<in T>语法声明的接口是逆变接口。它可以持有继承层次结构中T的更低类型引用。因此，逆变接口类型的变量可以赋值给更具体的类型变量。例如，Action<Animal>可以赋值给Action<Cat>。

实际应用

C#编程中的协变和逆变具有以下优势：

• 提高代码可读性: 通过表达接口和类型之间的预期关系，代码更易于理解和维护。
• 提高类型安全性: 编译器可以检查协变和逆变接口之间的赋值，以确保其类型安全。
• 数据处理的灵活性: 协变允许将派生类型的集合视为基类型的集合，从而在数据处理中提供更大的灵活性。

示例

考虑以下示例：

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;
}

如果没有协变和逆变，此示例中的代码将由于类型安全问题而无法编译。但是，有了这些保护措施，编译器就可以验证赋值并允许代码安全执行。

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