文章目录
- 一、知识回顾和问题分析
- 二、为什么泛型委托不行？
-
- 1、泛型类型的严格类型检查
- [2、**`as` 和强制类型转换不能直接使用**](#2、
as和强制类型转换不能直接使用)
- 三、如何解决这个问题？
- 四、**应用场景**
- 五、总结
- 六、系统泛型委托和协变、逆变
- 专栏推荐
- 完结
一、知识回顾和问题分析
1、回顾强制转换和as转换知识
前面我们已经学过强制转换和as转换
- 强制类型转换（(T)）：用于将一个对象显式地转换为指定的类型。如果转换不成功，通常会抛出 InvalidCastException。
- as 操作符：用于尝试将对象转换为指定类型。如果转换失败，返回 null，而不是抛出异常。
csharp
//注意Dog是Animal的子类
Animal animal = new Dog();
//强制类型转换
Dog dog = (Dog)animal;
//as 操作符
Dog dog = animal as Dog;2、问题分析
根据里氏替换原则：可以用子类替换掉父类。
前面我们学习了泛型，那我们可不可以使用强制类型转换或者as 操作符将泛型委托从一个类型转换到另一个类型？
答案是不行的。
二、为什么泛型委托不行？
1、泛型类型的严格类型检查
在 C# 中，泛型类型是 严格的类型检查，意味着即使存在继承关系（比如 Son 继承自 Father），泛型类型参数 也被视为不同的类型。也就是说，Produce<Father> 和 Produce<Son> 被认为是两个 不同的类型，即便 Son 是 Father 的子类。
举例：
csharp
public delegate T Produce<T>();
Produce<Son> produceSon = () => new Son();
Produce<Father> produceFather = produceSon; // 编译错误编译器报错的原因是 泛型类型 Produce<T> 在内部对类型参数进行检查，不会因为 Son 是 Father 的子类而认为 Produce<Son> 可以转换为 Produce<Father>。
2、as 和强制类型转换不能直接使用
as 操作符和强制类型转换（(T)）只对相同的类型 或派生类型 有效，泛型类型是严格类型检查的，所以不行。
例如：
csharp
Produce<Father> produceFather = produceSon as Produce<Father>; // 编译错误因为 Produce<Son> 和 Produce<Father> 不是相同的类型，produceSon 和 produceFather 无法通过 as 或强制类型转换直接转换。
三、如何解决这个问题？
为了处理这种类型严格检查的问题，C# 引入了协变和逆变，通过这些机制我们可以在泛型中更好地处理继承关系，使得泛型类型可以遵循里氏替换原则。
通过使用 out（协变）和 in（逆变）修饰符，C# 显式支持泛型委托的类型转换规则，从而允许不同类型之间的转换，且不破坏类型安全。
1、协变（out）
通过协变（out 关键字），你可以让泛型委托支持返回值的类型转换：
csharp
public delegate T Produce<out T>();
Produce<Son> produceSon = () => new Son();
Produce<Father> produceFather = produceSon; // 现在是合法的，协变支持
Father father = produceFather(); // 实际返回的是 Son 类型的对象这里的关键是 Produce<T> 泛型委托的类型参数 T 使用了 out 关键字，这表示这个委托仅作为返回值使用（即输出类型）。
协变的原理是，如果 Son 是 Father 的子类，那么 Produce<Son> 可以被视作 Produce<Father>，从而实现类型转换。
2、逆变（in）
通过逆变（in 关键字），你可以让泛型委托支持输入参数的类型转换：
csharp
public delegate void Consume<in T>(T item);
Consume<Father> consumeFather = item => Console.WriteLine("Consuming Father");
Consume<Son> consumeSon = consumeFather; // 逆变支持，合法
consumeSon(new Son()); // 实际调用的是 consumeFather在这个例子中，Consume<T> 泛型委托的类型参数 T 使用了 in 关键字，表示它仅作为输入参数使用。
逆变的原理是，如果 Son 是 Father 的子类，那么 Consume<Father> 可以被视作 Consume<Son>，从而实现类型转换。
四、应用场景
协变和逆变主要用于泛型接口、泛型委托的类型约束中，可以有效提高代码的灵活性和类型安全性。
五、总结
为了使泛型类型可以遵循里氏替换原则，C# 引入了协变和逆变，通过这些机制我们可以在泛型中更好地处理继承关系。
out 和 in 的引入正是为了 安全地实现类型转换 ，而不会导致不兼容类型之间的隐式转换问题。在没有 out 或 in 的情况下，泛型类型参数的转换是不允许的。
六、系统泛型委托和协变、逆变
在 C# 的实际开发中，我们并不需要手动使用 out 和 in 来实现协变和逆变，因为 Action<> 和 Func<> 这些常用的系统泛型委托，C# 编译器已经默认对输入参数和返回值进行了协变和逆变的处理。
这里主要是要理解out和in的原理，和意义，可能在面试题中会被问到原理性的知识。
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完结
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