一個簡單例子理解C#的協變和逆變

關於協變逆變，SolidMango的解釋是比較可取的。有了協變，比如，在需要返回IEnumerable<object>類型的時候，可以使用IEnmerable<string>來替代；有了逆變，比如，在需要接收IComparable<string>類型形參方法中，可以使用IComparable<object>類型實參來替代。

協變

先來體會協變。有2個具有繼承關係的父類和子類。

    public class Animal

    {
        public string Name { get; set; }
    }

    public class Dog : Animal
    {
        public Dog(string dogName)
        {
            Name = dogName;
        }
    }

現在有一個幫助類的方法的形參類型是父類集合IEnumerable<Animal>。

    public class MyHelper

    {
        public void PrintAnimalNames(IEnumerable<Animal> animals)
        {
            foreach (var animal in animals)
            {
                Console.WriteLine(animal.Name);
            }
        }
    }

有了協變，可以在PrintAnimalNames方法中傳入IEnumerable<Dog>類型的實參替代IEnumerable<Animal>類型。

        static void Main(string[] args)

        {

            List<Dog> dogs = new List<Dog>()

            {

                new Dog("小狗petty"),

                new Dog("小狗lily")

            };

            //協變

            IEnumerable<Animal> animals = dogs;

            MyHelper myHelper = new MyHelper();

            myHelper.PrintAnimalNames(animals);

            Console.ReadKey();

        }

可見，在方法中基於基類介面類型的形參，調用該方法的時候可以傳入派生類介面類型的實參。      

逆變

再來體會逆變。依然是2個具有繼承關係的父類和子類。

    public class Animal 
    {
        public string Name { get; set; }

        public int Age { get; set; }
    }
    public class Cat : Animal
    {
        public Cat(string catName, int catAge)

        {
            Name = catName;

            Age = catAge;
        }
    }

現在，我們想比較基類Animal的兩個實例，為此，有必要專門寫一個類讓他實現IComparer<Animal>介面。

    public class AnimalSizeComparator : IComparer<Animal>
    {
        public int Compare(Animal x, Animal y)
        {
            if (x != null && y != null)
            {
                if (x.Age > y.Age)
                {
                    return 1;
                }
                else if (x.Age == y.Age)
                {
                    return 0;
                }
                else
                {
                    return -1;
                }
            }
            else
            {
                return -1;
            }
        }
    }

在幫助類中的方法中，針對Cat進行比較，方法接收IComparer<Cat>類型的形參。

    public class MyHelper

    {

        public void CompareCats(IComparer<Cat> catComparer)
        {
            var cat1 = new Cat("小貓1",1);
            var cat2 = new Cat("小貓2",2);
            if (catComparer.Compare(cat2, cat1) > 0)
            {
                Console.WriteLine("小貓2勝出");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("小貓1勝出");
            }
        }
    }    

有了逆變，客戶端調用MyHelper的CompareCats方法時，可以傳入IComparer<Animal>類型的實參。

            IComparer<Animal> animalComparer = new AnimalSizeComparator();

            MyHelper myHelper = new MyHelper();

            myHelper.CompareCats(animalComparer);

            Console.ReadKey(); 

可見，在方法中基於派生類介面類型的形參，調用該方法的時候可以傳入基類介面類型的實參。 

總結：在本篇的場景中，派生類介面替代父類介面，稱之為協變；父類介面代替派生類介面，稱之為逆變。

以上動圖由“圖鬥羅”提供