C#逆变与协变详解

class Person
 {

 }
 class Student : Person
 {

 }
 class Teacher: Person
 {

 }
 
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   List<Person> plist = new List<Person>();
   plist = new List<Student>();
   plist = new List<Teacher>();
}
}

在上面的代码中，plist = new List<Student>()、plist = new List<Teacher>()两句产生编译错误。虽然Person是Student/Teacher的父类，但List<Person>类型却不是List<Student/Teacher>类型的父类，所以上面的赋值语句报类型转换失败错误。

如上这样的赋值操作，在C# 4.0之前是不允许的，至于为什么不允许，类型安全是首要因素。看下面的示例代码：

List<Person> plist = new List<Student>();
plist.Add(new Person());
plist.Add(new Student());
plist.Add(new Teacher());

如下示例，假设 List<Person> plist = new List<Student>() 允许赋值，那plist虽然类型为List<Person>集合，但实际指向确是List<Student>集合。plist.Add(new Person())，添加操作实际调用的是List<Student>.Add()。Person类型无法安全转换为Student，所以这样的集合定义没有意义，所以上面的假设不成立。

但情况在C# 4.0之后发生了变化，并不是"不可能发生的事情发生了"，而是应用的灵活性做出了新的调整。同样的在C# 4.0中上面的程序仍是不被允许的，但却出现了例外。从C# 4.0开始，在泛型委托、泛型接口中，允许特殊情况的发生（实质上并未发生特殊变化，后面说明）。如下示例：

delegate void Work<T>(T item);

class Person
{
  public string Name { get; set; }
}
class Student : Person
{
  public string Like { get; set; }
}
class Teacher : Person
{
  public string Teach { get; set; }
}

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
   Work<Person> worker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); }; ;
   Work<Student> student_worker = (s) => { Console.WriteLine(s.Like); };
   student_worker = worker; //此处编译错误
  }
}

根据前面的理论支持，student_worker = worker;的错误很容易理解。但此处我们程序的目的是让 woker  充当 Work<Student> 的功能，以后调用 student_worker(s)实际调用的是woker(s)。为了满足我们的需求，需要程序做2方面的处理：

1、因在调用student_worker(s)时，实质执行的是woker(s)，所以需要s变量的类型能成功转换为woker需要的参数类型。

2、需要告诉编译器，此处允许将 Work<Person> 类型的对象赋值给 Work<Student>类型的变量。

delegate void WorkIn<in T>(T item);

delegate void WorkIn<in T>(T item);
class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   WorkIn<Person> woker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); };
   WorkIn<Student> student_worker = woker;
   student_worker(new Student() { Name="tom", Like="C#" });

  }
 }

delegate void WorkIn<in T>(T item);
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   WorkIn<Person> woker = (p) => { Console.WriteLine(p.Name); };
   WorkIn<Student> student_worker = (s)=> { woker(s); };
   student_worker(new Student() { Name="tom", Like="C#" });
  }
 }

 delegate T Work<T>(); 
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Work<Person> worker = () => { return new Person(); };
   Work<Student> student_worker = () => { return new Student(); };

   worker = student_worker;
  }
 }

delegate T WorkOut<out T>();
class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   WorkOut<Person> worker = () => { return new Person(); };
   WorkOut<Student> student_worker = () => { return new Student(); };

   worker = student_worker;
   Person p = worker();
  }
 }

Person p = new Student();

delegate T WorkOut<out T>();
class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   
   WorkOut<Student> student_worker = () => { return new Student(); };
   WorkOut<Person> worker = () => { return student_worker (); };
   Person p = worker();
  }
 }