Wie verbessern Kovarianz und Kontravarianz die Typsicherheit und Flexibilität in C#-Schnittstellen?

Kovariante und kontravariante Schnittstellen in C#

Kovariante und kontravariante Schnittstellen in C# bieten mehr Flexibilität beim Umgang mit Typen und ihren Vererbungshierarchien.

Kovariante Schnittstelle (aus T)

Kovariante Schnittstellen geben an, dass generische Typparameter als übergeordnete Typen in der Vererbungshierarchie behandelt werden können. Für eine als interface IBibble<out T> deklarierte Schnittstelle können Sie sich die Schnittstellenreferenz als Darstellung eines von T abgeleiteten Typs vorstellen.

Wechselrichterschnittstelle (in T)

Kontravariante Schnittstellen ermöglichen die Behandlung generischer Typparameter als Typen niedrigerer Ebene in der Vererbungshierarchie. Wenn eine Schnittstelle als interface IBibble<in T> definiert ist, kann die Schnittstellenreferenz als Typ betrachtet werden, der den Basistyp von T darstellt.

Praktische Anwendungen der Kovarianz

Kovarianz ermöglicht es Ihnen, eine Sammlung eines abgeleiteten Typs so zu behandeln, als wäre es eine Sammlung eines Basistyps. Stellen Sie sich zum Beispiel eine Liste von Tieren vor, jedes mit einem Namen. Sie können die Namen aller Tiere sicher abrufen, da alle Tiere Namen haben.

Praktische Anwendung des Wechselrichters

Kontravarianz ermöglicht das Hinzufügen abgeleiteter Typen zu einer Sammlung von Basistypen. Wenn Sie beispielsweise Zugriff auf eine Tiersammlung haben und dieser einen Fisch hinzufügen müssen, können Sie dies tun, da alle Fische Tiere sind. Der Versuch, Fische aus der Sammlung zu holen, ist jedoch nicht gestattet, da keine Garantie dafür besteht, dass die Sammlung nur Fische enthält.

Eingabe- und Ausgabeort

In C# 4.0 kennzeichnen die Schlüsselwörter in und out Schnittstellen explizit als kovariante oder kontravariante. in gibt den Eingabeort an (Methodenparameter, schreibgeschützte Eigenschaften), während out den Ausgabeort angibt (Methodenrückgabewert, schreibgeschützte Eigenschaften, out Methodenparameter).

Beispiel

Das folgende Beispiel zeigt Kovarianz und Kontravarianz:

interface IBibbleOut<out T> { }
interface IBibbleIn<in T> { }

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var b = GetOutDescendant(); // b只能保存Descendant对象
        var d = GetInBase(); // d可以接收Base和Descendant对象
    }

    static IBibbleOut<Descendant> GetOutDescendant() { return null; }
    static IBibbleIn<Base> GetInBase() { return null; }
}

class Base { }
class Descendant : Base { }

Ohne Kovarianz und Kontravarianz kann der Compiler die Typsicherheit im Beispielcode nicht garantieren, was zu Fehlern führen kann.

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