c# 逆变 / 协变

个人理解:

1. 逆变in向上兼容类

2. 协变out向下兼容类

在面向对象编程中,尤其是使用泛型时,inout关键字用于限制类型参数的协变性和逆变性。

  1. in关键字(逆变):

    • in关键字用于标记泛型类型参数的逆变性。逆变表示可以使用指定类型的基类或超类作为方法的参数类型。
    • 当一个泛型类或接口使用in关键字限定类型参数时,该泛型类型可以被赋值给比它更通用的类型。
    • 例如,如果有一个只写存储库,你无法通过它查询信息,只能往里面添加动物。这种情况下,可以将泛型类型参数声明为in Animal,表示该类型参数可以是Animal或其任何基类。
  2. out关键字(协变):

    • out关键字用于标记泛型类型参数的协变性。协变表示可以使用指定类型的子类或派生类作为方法的返回类型。
    • 当一个泛型类或接口使用out关键字限定类型参数时,该泛型类型可以被赋值给比它更具体的类型。
    • 例如,如果有一个只读存储库,你无法通过它添加动物,只能查询信息。这种情况下,可以将泛型类型参数声明为out Animal,表示该类型参数可以是Animal或其任何派生类。

通过使用inout关键字,我们可以在泛型类型参数中限制类型的协变性和逆变性,以确保类型安全性。这样做的好处是能够更容易地对泛型类型进行复用和灵活性。

代码示例:

cs 复制代码
// 声明一个只读存储库接口,用于查询动物信息
interface ReadOnlyRepository<out T> {
    fun getAll(): List<T>
    fun getById(id: String): T?
}

// 声明一个只写存储库接口,用于添加动物
interface WriteOnlyRepository<in T> {
    fun add(item: T)
}

// Animal类作为基类
open class Animal(val name: String)

// Dog类继承自Animal
class Dog(name: String) : Animal(name)

// Cat类继承自Animal
class Cat(name: String) : Animal(name)

// 只读存储库实现
class ReadOnlyAnimalRepository : ReadOnlyRepository<Animal> {
    private val animals = listOf(Animal("Lion"), Dog("Buddy"), Cat("Whiskers"))

    override fun getAll(): List<Animal> {
        return animals
    }

    override fun getById(id: String): Animal? {
        return animals.find { it.name == id }
    }
}

// 只写存储库实现
class WriteOnlyAnimalRepository : WriteOnlyRepository<Animal> {
    private val animals = mutableListOf<Animal>()

    override fun add(item: Animal) {
        animals.add(item)
    }
}

fun main() {
    val readOnlyRepo: ReadOnlyRepository<Animal> = ReadOnlyAnimalRepository()
    val writeOnlyRepo: WriteOnlyRepository<Dog> = WriteOnlyAnimalRepository()

    val allAnimals = readOnlyRepo.getAll()
    println("All Animals:")
    allAnimals.forEach { animal ->
        println("- ${animal.name}")
    }

    val dog1 = Dog("Max")
    writeOnlyRepo.add(dog1)
    println("\nAdded Dog:")
    val addedDog = readOnlyRepo.getById(dog1.name)
    println("- ${addedDog?.name}")

    val cat1 = Cat("Misty")
    // writeOnlyRepo.add(cat1)  // Compilation Error: Type mismatch. Required: Dog, Found: Cat
}

在上面的代码示例中,我们定义了两个存储库接口:ReadOnlyRepositoryWriteOnlyRepositoryReadOnlyRepository接口声明了返回类型out T,表示它只能查询(读取)动物信息。WriteOnlyRepository接口声明了参数类型in T,表示它只能添加(写入)动物。

然后,我们创建了一个ReadOnlyAnimalRepository类来实现ReadOnlyRepository<Animal>接口,用于查询动物信息。同样地,我们还创建了一个WriteOnlyAnimalRepository类来实现WriteOnlyRepository<Animal>接口,用于添加动物。

main函数中,我们首先将ReadOnlyAnimalRepository赋值给readOnlyRepo变量,这是合法的,因为ReadOnlyAnimalRepository实现了ReadOnlyRepository<Animal>接口。

然后,我们将WriteOnlyAnimalRepository赋值给writeOnlyRepo变量,这也是合法的,因为WriteOnlyAnimalRepository实现了WriteOnlyRepository<Animal>接口。注意,虽然我们将其赋值给writeOnlyRepo变量,但我们仍然只能使用add方法添加

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