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（不了解的请戳）
协变：(string->object)
Func<string> func1 = () => "农码一生"; Func<object> func2 = func1;
逆变：(object->string)
Action<object> func3 = t => { }; Action<string> func4 = func3;
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：
public delegate TResult Func<out TResult>();
多了一个out，什么鬼:
- out：对于泛型类型参数，out 关键字指定该类型参数是协变的。 可以在泛型接口和委托中使用 out 关键字。（来源）
- in：对于泛型类型参数，in 关键字指定该类型参数是逆变的。 可以在泛型接口和委托中使用 in 关键字。（来源）
那么我们可以修改自定义委托：
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：
- in->输入参数->可逆变（父类到子类的转变[如 object->string]）
- out->返回值->可协变（子类到父类的转变[如 string->object]）
假设：如果泛型参数中既存在in又存在out改如何：
delegate Tout MyFunc<in Tin, out Tout>(Tin obj);
MyFunc<object, string> str1 = t => "农码一生"; MyFunc<string, string> str2 = str1;//第一个泛型的逆变（object->string） MyFunc<object, object> str3 = str1;//第二个泛型的协变（string->object） MyFunc<string, object> str4 = str1;//第一个泛型的逆变和第二个泛型的协变
以上都是没有问题的。
然后我们看看编译后的C#代码：
结论：
- 所谓的逆变其实只是编译后进行了强制类型转换而已。
以上代码也可以直接写成：
//delegate Tout MyFunc<in Tin, out Tout>(Tin obj); MyFunc<string, string> str5 = t => "农码一生"; MyFunc<object, object> str6 = t => "农码一生"; MyFunc<string, object> str7 = t => "农码一生";
泛型接口的可变性
接着看框架默认接口：
协变：(子类->父类)
IEnumerable<string> list = new List<string>(); IEnumerable<object> list2 = list;
逆变：（父类-> 子类）
IComparable<object> list3 = null; IComparable<string> list4 = list3;
接下来我们试试自定泛型接口：
首先定义测试类型、接口：
// 人 public class People { } //老师(继承People[人]) public class Teacher : People { } //运动 public interface IMotion<T> { } //跑步 public class Run<T> : IMotion<T> { }
然后我们测试协变性：
同样我们需要把接口 interface IMotion<T> 定义为 interface IMotion<out T>
//运动 public interface IMotion<out T>{}
IMotion<Teacher> x = new Run<Teacher>(); IMotion<People> y = x;
如果我们要测试逆变性，则需要把 interface IMotion<T> 定义为 interface IMotion<in T>
//运动 public interface IMotion<in T>{}
IMotion<People> x2 = new Run<People>(); IMotion<Teacher> y2 = x2;
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：
IMotion<Teacher> y3 = new Run<People>();
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？：
// 人 public class People { } //老师(继承People[人]) public class Teacher : People { } //运动 public interface IMotion<T> { } //跑步 public class Run<T> : IMotion<T> { }
//协变 IMotion<Teacher> x = new Run<Teacher>(); IMotion<People> y = (IMotion<People>)x; //逆变 IMotion<People> x2 = new Run<People>(); IMotion<Teacher> y2 = (IMotion<Teacher>)x2; IMotion<Teacher> y3 = (IMotion<Teacher>)new Run<People>();
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（我们在IMotion定义两个方法）：
//运动 public interface IMotion<T> { T Show(); void Match(T t); }
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 void Match(T t) 的方法。使用in时，有个返回参数为泛型 T Show() 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 IEnumerable<T> 、 IComparable<T> 、 IQueryable<T> 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：
// 人 public class People { } //老师(继承People[人]) public class Teacher : People { //薪水 public decimal Salary { get; set; } } //运动 public interface IMotion<in T> { void Match(T t); } //跑步 public class Run<T> : IMotion<T> { public void Match(T t) { //假设中间有很多逻辑..... } }
为什么out[返回值]只能协变？分析如下：
// 人 public class People { } //老师(继承People[人]) public class Teacher : People { //薪水 public decimal Salary { get; set; } } //运动 public interface IMotion<out T> { T Show(); //void Match(T t); } //跑步 public class Run<T> : IMotion<T> { public T Show() { return default(T); } //public void Match(T t) //{ // //假设中间有很多逻辑..... //} }
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[里氏替换原则]），但是却不可以把父类当子类来用（如：子类存在有而父类没有的方法或属性）。
- 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（如：父类代表的对象不能强制转给子类[string str = (string)objcet]）。
。。。是不是有点越想越头晕，想不明白就慢慢想。自己动动手。
如果实在想的头大，就把它当成是乌龟的屁股（龟腚规定）吧，知道是C#做的一种安全限制！
总结
关于泛型接口、泛型委托的可变性：
- 协变 -> 比较和谐正常的变化 -> 子类转父类 [如 string转object] -> 必须有out标识 [返回值]
- 逆变 -> 逆天的变化 -> 父类转子类 [如object转string] -> 必须有in标识 [传入参数] （父亲变儿子，越活越年轻，还不够逆天吗？）
- 所谓的逆变，会在编译后的C#代码中进行强制类型转换。
- 示例：
-
IEnumerable<string> list = new List<string>();
IEnumerable<object> list2 = list; //协变
IEnumerable<object> list2 = new List<string>(); //(也可以直接写成这样) -
IComparable<object> list3 = null;
IComparable<string> list4 = list3; //逆变 编译后 [ IComparable<string> list4 = (IComparable<string>) list3;]
注意：
- 不支持类的类型参数的可变性
- 只有泛型接口和泛型委托可以拥有可变的类型参数（out、in）
- 可变性只支持引用转换。（不能用于值类型）
- 类型参数使用了 out 或者 ref 将禁止可变性
好了，今天就到这里。没啥高深的技术知识，主要为理解协变、逆变、不变体等术语和概念。
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