编写高质量代码改善C#程序的157个建议[协变和逆变]

前言

本文已更新至http://www.cnblogs.com/aehyok/p/3624579.html 。本文主要学习记录以下内容:

  建议42、使用泛型参数兼容泛型接口的不可变性

  建议43、让接口中的泛型参数支持协变

  建议44、理解委托中的协变

  建议45、为泛型类型参数指定协变

建议42、使用泛型参数兼容泛型接口的不可变性

让返回值类型返回比声明的类型派生程度更大的类型,就是“协变”。协变不是一种新出现的技术,在以往的编码中,我们已经在不自觉地使用协变。以下的代码就是一个不自觉应用协变的例子:

    class Employee
{
public string Name { get; set; }
} class Programmer : Employee
{ }
class Program
{
public Employee GetAEmployee(string name)
{
Console.WriteLine("我是雇员:"+name);
return new Programmer() { Name = name };
}
static void Main(string[] args)
{ }
}

Programmer是Employee的子类,所以一个Programmer对象也就是一个Employee对象。方法GetAEmployee返回一个Programmer的对象,也就是相当于返回了一个Employee对象。正是因为在FCL4.0以前的版本中,协变是如此自然的一种应用,所以我们很有可能写出这样的代码:

    class Employee
{
public string Name { get; set; }
} class Programmer : Employee
{ } interface ISalary<T>
{
void Pay();
} class BaseSalaryCounter<T> : ISalary<T>
{ public void Pay()
{
Console.WriteLine("Pay base salary");
}
}

接下来看一下Main函数中的调用:

    class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ISalary<Programmer> s = new BaseSalaryCounter<Programmer>();
PrintSalary(s);
} static void PrintSalary(ISalary<Employee> s)
{
s.Pay();
}
}

咋眼一看,问题应该不大,不过编译器却出现了错误。

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编译器对于接口和委托类型参数的检查是非常严格的,除非用关键字out特别声明(这个会在下一个建议中进行阐述),不然这段代码只会编译失败,要让PrintSalary完成需求,我们可以使用泛型类型参数:

        static void Main(string[] args)
{
ISalary<Programmer> s = new BaseSalaryCounter<Programmer>();
PrintSalary(s);
} static void PrintSalary<T>(ISalary<T> s)
{
s.Pay();
}

可能有人会注意到,本建议开头处指出“协变”是针对返回值而言的,但是所举的这个例子却并没有体现“返回值”这个概念。实际上,只要泛型类型参数在一个接口声明中不被用来作为方法的输入参数,我们都可姑且把它堪称是“返回值”类型的。所以,本建议中这种模式是满足“协变”的定义的。但是,只要将T作为输入参数,便不满足“协变”的定义了。

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建议43、让接口中的泛型参数支持协变

除了建议42中提到的使用泛型参数兼容泛型接口的不可变性外,还有一种办法就是为接口中的泛型声明加上out关键字来支持协变,如下所示:

namespace ConsoleApplication10
{
class Employee
{
public string Name { get; set; }
} class Programmer : Employee
{ } interface ISalary< out T>
{
void Pay();
} class BaseSalaryCounter<T> : ISalary<T>
{ public void Pay()
{
Console.WriteLine("Pay base salary");
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ISalary<Programmer> s = new BaseSalaryCounter<Programmer>();
PrintSalary(s);
} static void PrintSalary(ISalary<Employee> s)
{
s.Pay();
}
}
}

out关键字是FCL4.0中新增的功能,它可以在泛型接口和委托中使用,用来让类型参数支持协变性。通过协变,可以使用比声明的参数派生类型更大的参数。通过以上的例子我们应该能理解这种应用。

FCL4.0对多个接口进行了修改以支持协变,如IEnumerable<out T>、IEnumerator<out T>、IQueryable<out T>等。由于IEnumerable<out T>现在支持协变,所以上段代码在FCL4.0中能运行得很好。

在我们自己的代码中,如果要编写泛型接口,除非确定该接口中的泛型参数不涉及变体,否则都建议加上out关键字。协变增大了接口的使用范围,而且几乎不会带来什么副作用。

建议44、理解委托中的协变

委托中的泛型变量天然是部分支持协变的。为什么说是“部分支持协变”呢?来看一下下面的例子:

    class Employee
{
public string Name { get; set; }
} class Manager:Employee
{ } class Program
{
public delegate T GetEmployeeHandler<T>(string name);
static void Main(string[] args)
{
GetEmployeeHandler<Employee> getAEmployee = GetAManager;
Employee e = getAEmployee("Mike");
Console.ReadLine();
} static Manager GetAManager(string name)
{
Console.WriteLine("我是经理:" + name);
return new Manager() { Name = name };
} static Employee GetAEmployee(string name)
{
Console.WriteLine("我是雇员:"+name);
return new Employee() {Name=name };
}
}

上文中,方法GetAManager返回的是一个Manager,但是在使用中,其实是将其赋值给了一个泛型参数为Employee的委托变量。我们也许会认为委托中的泛型变量不再需要out关键字,这是错误的理解。因为存在下面这样一种情况,所以编译报错:

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要让上面的代码编译通过,同样需要为委托中的泛型参数指定out关键字:

public delegate T GetEmployeeHandler< out T>(string name);

除非考虑到该委托声明肯定不会用于可变性,否则,为委托中的泛型参数指定out关键字将会拓展该委托的应用,建议在实际的编码工作中永远这样使用,实际上,FCL4.0中的一些委托声明已经用out关键字来让委托支持协变了,如我们常常会使用到的:

public delegate TResult Func<out TResult>();

建议45、为泛型类型参数指定协变

逆变是指方法的参数可以是委托或泛型接口的参数类型的基类。FCL4.0中支持逆变的常用委托有:

Func<in T,out TResult>

Predicate<in T>

常用泛型接口有:

ICompare<in T>

下面的例子演示了泛型类型参数指定逆变所带来的好处:

    public interface IMyComparable<in T>
{
int Compare(T other);
} public class Employee:IMyComparable<Employee>
{
public string Name { get; set; } public int Compare(Employee other)
{
return Name.CompareTo(other.Name);
}
} public class Programmer:Employee,IMyComparable<Programmer>
{
public int Compare(Programmer other)
{
return Name.CompareTo(other.Name);
}
} public class Manager : Employee
{ } class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Programmer p = new Programmer() { Name = "Mike" };
Manager m = new Manager() { Name = "aehyok" };
Test(p, m);
} static void Test<T>(IMyComparable<T> t1, T t2)
{
//省略
}
}

在上面的这个例子中,如果不为接口IMyComparable的泛型参数T指定in关键字,将会导致Test(p,m)编译错误。由于引入了接口的逆变性,这让方法Test支持了更多的应用场景。在FCL4.0之后版本的实际编码中应该始终注意这一点。

英语小贴士

1、Then, please give me a new reservation.——那么,请帮我重新订位。

2、Sorry, this flight is full.——抱歉,这班飞机已客满。

3、What is the possibility of my gettinga seat if I wait?——若是我在此等候,有机位的机率有多大?

4、When will the next flight to Los Angeles leave?——下一班飞往洛杉机的班机何时起飞?

5、The day after tomorrow, Friday.——后天,星期五。

6、That will be fine. What's the flight number and departure time?——太好了。请告诉我班机号码与起飞时间?

7、What is the fare?——费用多少?

作者:aehyok

出处:http://www.cnblogs.com/aehyok/

感谢您的阅读,如果您对我的博客所讲述的内容有兴趣,那不妨点个推荐吧,谢谢支持:-O。

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