为什么我可以抛出IList的不变性 <T> 远？

Question

目前，我正准备为我的同事介绍C＃中新的通用差异功能。 为了简化故事，我写了以下几行：

IList<Form> formsList = new List<Form> { new Form(), new Form() };
IList<Control> controlsList = formsList;

是的，这当然是不可能的，因为IList（Of T）是不变的（至少我的想法）。 编译器告诉我：

无法将System.Collections.Generic.IList<System.Windows.Forms.Form>类型隐式转换为System.Collections.Generic.IList<System.Windows.Forms.Control> 。 存在显式转换（您是否错过了演员？）

嗯，这是否意味着我可以强制进行显式转换？ 我刚尝试过：

IList<Form> formsList = new List<Form> { new Form(), new Form() };
IList<Control> controlsList = (IList<Control>)formsList;

并且...它编译！ 这是否意味着我可以抛弃不变性？ - 至少编译器没问题，但我只是将前编译时错误转为运行时错误：

Unable to cast object of type 'System.Collections.Generic.List`1[System.Windows.Forms.Form]' to type 'System.Collections.Generic.IList`1[System.Windows.Forms.Control]'.

我的问题：为什么我可以将IList<T> （或我的实验的任何其他不变界面）的不变性抛弃了？ 我是否真的抛弃了不变性，或者这里发生了什么样的转换（因为IList(Of Form)和IList(Of Control)是完全不相关的）？ 这是C＃的一个黑暗角落，我不知道？

Answer 1

从本质上讲，类型可以实现IList<Control> 以及 IList<Form>因此转换成功是可能的 - 因此编译器暂时允许它（除此之外：它可能在这里更聪明并产生警告，因为它知道引用对象的具体类型，但不知道。我不认为产生编译器错误是合适的，因为它不是实现新接口的类型的重大变化）。

作为这种类型的一个例子：

public class EvilList : IList<Form>, IList<Control> { ... }

在运行时发生的只是CLR类型检查。 您看到的例外情况表示此操作失败。

为演员生成的IL是：

castclass [mscorlib]System.Collections.Generic.IList`1<class [System.Windows.Forms]System.Windows.Forms.Control>

来自MSDN ：

castclass指令尝试将堆栈顶部的对象引用（类型O）强制转换为指定的类。 新类由指示所需类的元数据标记指定。 如果堆栈顶部的对象类没有实现新类（假设新类是接口）并且不是新类的派生类，则抛出InvalidCastException。 如果对象引用是空引用，则castclass成功并将新对象作为空引用返回。

如果无法将obj强制转换为类，则抛出InvalidCastException。

Answer 2

我怀疑在这种情况下，如果您尝试将新的TextBlock添加到controlsList中，则会抛出运行时异常。 TextBlock将符合controlsList的合同，但不符合formsList。

IList<Form> formsList = new List<Form> { new Form(), new Form() }; 
IList<Control> controlsList = (IList<Control>)formsList; 
controlsList.Add(New TextBlock); // Should throw at runtime.

在这种情况下，类型安全不变通常会将其作为运行时异常。 在这种情况下，您可以安全地将controlsList声明为IEnumerable而不是IList（假设.Net 4.0），因为IEnumerable被声明为协变（IEnumerable）。 这解决了尝试向控件列表添加错误类型的问题，因为.add（和其他输入方法）在out接口中不可用。