一、前言

劉大胖決定向他的師傅燈籠法師請教什麼是協變和逆變。

劉大胖：師傅，最近我在學習泛型介面的時候看到了協變和逆變，翻了很多資料，可還是不能完全弄懂。

燈籠法師：阿胖，你不要被這些概念弄混，編譯器可不知道你說的什麼協變逆變。這個問題，首先你得弄懂什麼叫型別的可變性。

劉大胖：可變性？

二、可變性

燈籠法師：對，可變性是以一種型別安全的方式，將一個物件作為另一物件來引用。雖然是可變，但其實物件的引用地址是不會變的，只是忽悠下編譯器。

劉大胖：師傅說的將一個物件作為另一物件來引用？這不就是繼承麼？

燈籠法師：是的，你可以看下面程式碼演示（C#）:

劉大胖：哦，我理解了，由於MemoryStream繼承於Stream，所以MemoryStream的物件可以變為Stream的物件，原來我天天在接觸可變性，我竟然不知道。

燈籠法師：是的，這種轉變其實遵守了里氏替換原則，愛徒，你可還記得？

劉大胖：當然，為了面試早已爛熟於心。里氏替換原則(LSP)：指的是所有引用基類的地方都可以使用其子類的物件。可是師傅，這個和協變逆變有什麼關係呢？

三、協變

燈籠法師：協變和逆變只是可變性的分類，主要用於泛型介面和委託中。協變逆變只是型別轉換的方向不同。我們先看下介面協變吧，假如有Apple類繼承於Fruit，如下:

燈籠法師：然後現在寫了一個列印水果名稱的方法，如下：

燈籠法師：這時如果你打算列印一些蘋果的名稱，你會怎麼寫？

劉大胖：這不是很簡單，Apple繼承自Fruit，那可以直接使用PrintFruit類了。擼了下，怎麼報錯了？程式碼如下：

燈籠法師：大胖，你要理清楚，雖然Apple繼承Fruit，但List<Apple>和List<Fruit>卻一點關係也沒有，如圖：

劉大胖：那如果這樣，豈不是要為每一種水果都要定義一個PrintFruit方法，我覺得官方不會不知道這個問題吧？

燈籠法師：這種問題，官方當然知道了，所以才有了泛型介面的協變用以支援List<Apple>自動轉為List<Fruit>。C#中使用out表示泛型引數的可協變性，List沒有out約束，所以不能協變，但它的基類IEnumable卻實現了，如圖：

燈籠法師：所以只要把PrintFruit的引數型別換成IEnumable就可以了，如圖：

劉大胖：那為什麼List<T>不能加out以支援協變呢？

燈籠法師：愛徒問的好，List繼承於IEnumable，它比IEnumable更寬泛，它支援讀和寫，但協變只能可讀，主要用於約束輸出引數。

劉大胖：好吧，我回去再消化下。師傅你再講一下什麼是逆變吧。

四、逆變

燈籠法師：逆變是相反的，即支援List<Fruit>轉為List<Apple>，泛型介面上新增in約束輸入引數。

劉大胖：有點懞，師傅你還是用程式碼吧！

燈籠法師：好吧，假如現在我要讓蘋果列表或桔子列表可以按名稱排序，需要一個定義一個水果比較器，此比較器能用於任何種類的水果列表，程式碼如下：

燈籠法師：現在給蘋果和桔子列表按名稱排序吧，程式碼如下：

劉大胖：師傅你別忽悠我，Sort的引數可是要具體型別的比較器的，你看程式碼：

燈籠法師：大胖，就這是逆變，以使得基類的泛型物件替代子類的泛型物件，主要是因為IComparer<T>中使用了in關鍵字來約束，程式碼如下：

五、總結

劉大胖：哦，我有點明白了，協變就是支援泛型子類自動轉泛型父類，逆變就是支援泛型父類自動轉泛型子類。

燈籠法師：也可以這麼理解，但這些轉換隻是針對編譯器，其引用地址並沒有改變。

翻外篇1：

協變：String =>Object

逆變：Object => String

翻外篇2：

燈籠法師在劉大胖走後從背後拿出手機，螢幕上顯示來不及關閉的知乎APP：

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