简述什么是协变性、逆变性、不变性

• 协变性，如：string->object （子类到父类的转换）
• 逆变性，如：object->string （父类到子类的转换）
• 不变性，基于上面两种情况，不可变。具体下面再做分析。

泛型委托的可变性

先使用框架定义的泛型委托Func和Action做例子（）

协变：object)

逆变：string)

上面代码没有任何问题。

接着我们自己定义委托试试：

我X，看人不来哦。为什么自定义的委托却不能协变呢。

我看看系统定义的Func到底和我们自定义的有什么不同：

多了一个out，什么鬼:

• （）
• ）

修改自定义委托：

完美！

那如果我们要实现逆变性呢：

直接逆变是不可行的，我们需要修改泛型类型参数：

我们发现整个委托参数都变了。本来的返回值，改成输入参数才行。

结论：

• 输入参数->可逆变string]）
• 返回值->可协变object]）

假设：如果泛型参数中既存在in又存在out改如何：

以上都是没有问题的。 

然后我们看看编译后的C#代码：

结论：

以上代码也可以直接写成：

泛型接口的可变性

接着看框架默认接口：

协变：父类)

逆变： 子类）

接下来我们试试自定泛型接口：

首先定义测试类型、接口：

然后我们测试协变性：

同样我们需要把接口  IMotion 定义为  IMotion< T> 

如果我们要测试逆变性，则需要把  IMotion  定义为  IMotion< T> 

泛型接口的逆变，编译后同样进行了强制转换：

当然，我们也可以直接写成：

不变性

从上面我们知道逆变性的代码编译后都会进行强制转换。假设：那我们不用out、in直接手动强制转换是否可以？：

天才的我发现编译成功了，没有任何问题！且还可以同时协变、逆变？？不对，真的天才了吗？我们运行试试：

看来我还是太单纯了，如果真的这么容易绕过去，Microsoft又何必去搞个out、in关键字。

对于同一个泛型参数，我们既想有协变性又想逆变性，咋办？答案是不可行。这就会出现第三种情况，既不可以协变又不可以逆变。称为不变性。

如方法）：

上面我们测试过，代码直接强制转换是不能实现协变、逆变的。那么我们只能通过out、in来实现。如果现在我们在泛型参数添加out或in属性会如何？：

我们发现out和in都不能用。在用out时，有个传入参数为泛型  Match(T t) 的方法。使用in时，有个返回参数为泛型  的方法。现在就出现了是矛更锋利，还是盾更坚硬的问题了。

最后结果是：都不能用，既不能协变，也不能逆变。此为不变体。

小知识：

C#4.0之前  、  、  等接口都不支持可变性，在4.0及之后才支持。因为4.0之前定义的泛型接口没有添加out、in关键字，有兴趣可以切换版本看看。

延伸思考

为什么in[输入参数]就只能逆变？分析如下：

为什么out[返回值]只能协变？分析如下：

这里有两个关键点：

• 传入参数（in）是把参数当成父类来用，显然可以逆变（子类当成父类来用[]），但是却不可以把父类当子类来用。
• 返回值（out）返回值类型用父类来接收，显然可以协变（父类可以接收一切子类），但却不可用子类接收父类数据。

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