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面向对象设计——协变与逆变

2024-07-10 19:31:42   222人阅读

        在面向对象的设计中，我们一直追求一种结果，就是良好的复用性，基于这个理念，面向对象的设计中加入了协变与逆变（Covariance and Contravariance）两个概念，我们先来简单了解一下这两个概念。


简介：


协变：由子类向父类方向转变， 用out关键字标识
逆变：由父类向子类方向转变， 用in关键字

举例：Animal是父类，Dog是从Animal继承的子类；如果一个对象的类型是Dog，那么他必然是Animal。有一个获取宠物的方法要接受Dog参数，那么另一个接受Animal参数的方法肯定也可以接受这个方法的参数，这是Animal向Dog方向的转变是逆变。如果一个方法要求的返回值是Animal，那么返回Dog的方法肯定是可以满足其返回值要求的，这是Dog向Animal方向的转变是协变。


代码示例：

        以下三个实例，是对协变和逆变在抽象级别的不同的程度上做的不同应用，也是想通过这三个实例，让大家理解，一种技术在不同抽象的层面带来的不同变化，我们到底是牛刀杀鸡，还是多此一举，请大家细细体会！

一． 数组的协变：


<span style="font-size:18px;">Animal[] animalArray = new Dog[]{};</span>

        我们声明的数组数据类型是Animal，而实际上赋值时给的是Dog数据类型的数组，而每一个Dog对象都可以安全的转变为Animal。Dog向Animal方法转变是沿着父子继承方向上的转变就叫做协变，协变的应用在程序代码的设计中是经常使用的！


二． 委托中的协变和逆变


1.委托中的协变


<span style="font-size:18px;">//委托定义的返回值是Animal类型~父类
//获取宠物
public delegate Animal GetPet();

//委托方法实现中的返回值是Dog，是子类
//获取宠物狗
static Dog GetDog(){return new Dog();}

//GetDog的返回值是Dog, Dog是Animal的子类；返回一个Dog肯定就相当于返回了一个Animal；所以下面对委托的赋值是有效的
//获取宠物的委托加入获取狗，这是协变，是合法的
</span><pre name="code" class="csharp"><span style="font-size:18px;">GetPet <span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">getMethod = GetDog; </span></span>


2.委托中的逆变

<span style="font-size:18px;">//委托中的定义参数类型是Dog
//喂养宠物（狗）
public delegate void FeedPet(Dog target);


//实际方法中的参数类型是Animal
//喂养动物
static void FeedAnimal(Animal target){}


// FeedAnimal是FeedDog委托的有效方法，因为委托接受的参数类型是Dog，Dog是可以隐式转变成Animal的，所以委托可以安全的的做类型转换，正确的执行委托方法；
//喂养宠物变为喂养动物，这是逆变，也是合法的
</span><pre name="code" class="csharp"><span style="font-size:18px;">FeedPet <span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">feedDogMethod = FeedAnimal; </span></span>

三. 泛型委托的协变和逆变：

1. 泛型委托中的协变

如下委托声明：
<span style="font-size:18px;">//寻找的泛型委托：out代表可能协变，T为标记符
public delegate T Find<out T>(); </span>

        Find委托要返回一个泛型类型T的实例，在泛型的尖括号中有一个out关键字，该关键字表明T类型是可能要做协变的

<span style="font-size:18px;">//声明Find<Dog>委托
Find<Dog> findDog = ()=>new Dog();
//声明Find<Animal>委托，并将findDog赋值给findAnimal是合法的，类型T从Dog向Animal转变是协变
Find<Animal> findAnimal = findDog; </span>

2． 泛型委托中的逆变
        委托声明：
<span style="font-size:18px;">//喂养的泛型委托：in代表可能逆变，T为标记符
public delegate void Feed<in T>(T target); </span>

        Feed委托接受一个泛型类型T，注意在泛型的尖括号中有一个in关键字，这个关键字的作用是告诉编译器在对委托赋值时类型T可能要做逆变

<span style="font-size:18px;">//先声明一个T为Animal的委托
Feed<Animal> feedAnimalMethod = a=>Console.WriteLine(“Feed animal lambda”);

//将T为Animal的委托赋值给T为Dog的委托变量，这是合法的，因为在定义泛型委托时有in关键字，如果把in关键字去掉，编译器会认为不合法
Feed<Dog> feedDogMethod = feedAnimalMethod; </span>


总结：
        其实协变和逆变不是个新鲜的概念，而以前我们更多使用的是协变，逆变的使用较少，尤其是在泛型和委托中使用，经过这么一番研究，我们发现，这种技术在一定的基础上提高了我们代码的复用性，我们没有必要为每个类都建立一个方法，利用协变和逆变，我们可以做很多复用性的设计！
        这在生活中，其实也好理解，父亲能做的事情，都会教给儿子，所以父亲出现的地方，儿子可以出现，传说中的虎父无犬子，而儿子出现的地方，父亲要选择性出现，因为，父亲将自己会的倾囊相授，儿子却可能还会其他的不一样的东西！
        难怪老师常说，有人的代码就像是堆柴禾，而有人的代码就像是艺术品，这不仅仅是代码工整的问题，而是抽象程度，设计理念的问题了啊！






























        

            
                
                  
                
                

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