.NET 4泛型中的Covariance和Contravariance

在介绍.NET 4泛型的covariance和contravariance之前，先介绍下编程语言类型系统的variance的概念。简单的说covariance使得你能够用一个更具体的类来替代一个本该父层的类。在C#中，引用类型的数组是covariant的，这是从当时的Java中学来的特性，例如:

namespace variance2
{
    public class Animal { }
    public class Dog : Animal { }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal[] animals = new Dog[10];
            animals[0] = new Animal();
        }
    }
}当给animals数组初始化的时候，可以使用它的子类Dog，这里是covariance的。这段代码可以编译通过，但是运行的时候会报如下错误：

Attempted to access an element as a type incompatible with the array.

因为一旦给数组赋值了Dog，实际上它就是一个Dog数组，所以不能再给他赋值Animal。一段能编译通过的代码再运行时发生类型错误并不是好事情，所以在.Net 2引入泛型的时候.net的泛型是invariant的。

List<Animal> listAnimals = new List<Dog>();这样是不能通过编译的。

List<Dog> listDogs = new List<Dog>();
listDogs.Add(new Animal());这样也不能通过编译。.NET2 这样做避免了一些问题，但同时也带来了一些问题，例如: List<Dog> listDogs = new List<Dog>();
IEnumerable<Animal> enumAnimals = listDogs;这样是不能编译通过的。实际上，这种编程场景很常见，而且事实上这是类型安全的，因为通过IEnumerable接口，我们只能从enumAnimals中获取值，而不能给他赋值。

下面举一个contravariance的例子:

public class Animal
   {
       public int Weight
       {
           get;set;
       }

       public string Name
       {
           get;set;
       }

       public Animal(string name,int weight)
       {
           Name=name; Weight=weight;
       }
   }
   public class Dog : Animal
   {
       public Dog(string name,int weight):base(name,weight)
       {
       }
   }

   public class WeightComparer : IComparer<Animal>
   {
       public int Compare(Animal x, Animal y)
       {
           return x.Weight - y.Weight;
       }
   }给动物类加上一个重量的属性，并且实现一个根据重量排序的IComparer类。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        WeightComparer comparer = new WeightComparer();
        List<Animal> animals = new List<Animal>();
        animals.Add(new Animal("Dog", 4));
        animals.Add(new Animal("Mouse", 1));
        animals.Add(new Animal("Tiger",44));
        animals.Sort(comparer);   //works fine