深入理解C#泛型中的协变与逆变（C#协变逆变入门与实战指南）

协变（Covariance）详解

协变使用 out 关键字声明，表示该泛型参数只能作为输出（返回值），不能作为输入参数。

来看一个例子：

// 定义基类和派生类class Animal { }class Cat : Animal { }class Program{    static void Main()    {        // 创建一个 Cat 的列表        var cats = new List<Cat> { new Cat(), new Cat() };        // 协变：IEnumerable<T> 是协变的（定义为 IEnumerable<out T>）        IEnumerable<Animal> animals = cats; // ✅ 合法！        foreach (var animal in animals)        {            Console.WriteLine(animal.GetType().Name);        }    }}

这里之所以能成功，是因为 IEnumerable<T> 接口被定义为：

public interface IEnumerable<out T>

注意 out 关键字，它告诉编译器：这个泛型参数 T 只用于返回值，不会被修改，因此可以安全地进行“向上转型”。

逆变（Contravariance）详解

逆变使用 in 关键字声明，表示该泛型参数只能作为输入（方法参数），不能作为返回值。

看下面的例子：

class Animal { }class Cat : Animal { }class Program{    static void Feed(Animal animal)    {        Console.WriteLine("喂动物！");    }    static void Main()    {        // Action<T> 是逆变的（定义为 Action<in T>）        Action<Cat> feedCat = Feed; // ✅ 合法！        feedCat(new Cat()); // 调用时传入 Cat，但 Feed 方法接收 Animal    }}

这是因为 Action<T> 委托被定义为：

public delegate void Action<in T>(T obj);

由于 T 只作为输入参数，传入一个 Cat 给接受 Animal 的方法是安全的（因为 Cat 是 Animal 的子类）。

自定义协变与逆变接口

你也可以自己定义支持协变或逆变的泛型接口：

// 协变接口：只能返回 Tinterface IProducer<out T>{    T Get();}// 逆变接口：只能接收 Tinterface IConsumer<in T>{    void Consume(T item);}// 实现class AnimalProducer : IProducer<Animal>{    public Animal Get() => new Animal();}class CatConsumer : IConsumer<Cat>{    public void Consume(Cat cat) => Console.WriteLine("吃猫粮");}// 使用IProducer<Animal> producer = new AnimalProducer();IProducer<Cat> catProducer = null; // ❌ 不能反过来！协变只支持“向上”IConsumer<Cat> consumer = new CatConsumer();IConsumer<Animal> animalConsumer = consumer; // ✅ 逆变：Animal 更通用，可赋值给 Cat 消费者

注意事项与限制

• 协变（out）和逆变（in）**仅适用于接口和委托**，不适用于类。
• 使用 out 的泛型参数不能出现在方法参数中（只能作为返回值）。
• 使用 in 的泛型参数不能作为返回值（只能作为参数）。
• 引用类型才支持协变/逆变，值类型（如 int、struct）不支持。

总结

通过本文，你应该已经掌握了 C#协变 与 C#逆变 的基本原理和使用场景。它们是 C#泛型教程 中不可或缺的高级特性，能让你写出更灵活、更安全的代码。记住：

• out → 协变 → 只出不进 → 用于返回值
• in → 逆变 → 只进不出 → 用于参数

掌握这些知识后，你在阅读 .NET 框架源码或设计自己的泛型 API 时，将更加得心应手！

希望这篇关于 泛型协变逆变 的教程对你有帮助！