類和結構之間存在差異作為協變類型參數

Question

如果在接口中用作協變類型參數的類型是struct ，則以下測試失敗（在最后一個Assert上），但如果它是class ，則成功。

interface IOuter { }
interface IOuter<out T> : IOuter { T Value { get; } }
interface IInner { }
struct Inner : IInner { }

class Outer : IOuter<Inner> { public Inner Value { get { return new Inner(); } } }

[TestMethod()]
public void ContravarianceTest()
{
    var a = new Outer();
    Assert.IsTrue(a is IOuter<Inner>);

    // Fails here if Inner is a struct. Succeeds if Inner is a class.
    Assert.IsTrue(a is IOuter<IInner>); 
}

為什么結構和類之間有區別 ？

Answer 1

這種行為是設計但非常混亂 ，引用官方FAQ ：

僅當類型參數是引用類型時才支持差異。

Answer 2

通俗地說，因為將引用類型視為其他類型（祖先或后代）只涉及編譯器更新其內部簿記結構; 什么都不需要在運行時更改，因為所有引用類型的內存中表示具有相同的結構（在標准中，這涉及隱式引用轉換 ）。

另一方面，值類型具有（可能）不同的內存中表示，因此將值類型A的實例視為值類型B的實例必然涉及運行時轉換。

Answer 3

因為結構是按值的。 沒有裝箱操作，你不能將結構“轉換”為另一個東西（接口）。

“out”只是關於強制轉換：它允許你將IEnumerable<MyClass>為IEnumerable<MyClassBase> （你將枚舉相同的對象，具有不同的類型，沒有成本）......但這對於結構來說根本沒有意義（拳擊是必需的）。

Answer 4

如果類FooClass和struct FooStruct都實現IFoo ，則類型為FooClass的變量是對IFoo實現的引用 ，但FooStruct類型的變量本身就是 IFoo的實現。 可以使用引用類型進行協方差的原因是，如果T派生自U ，則對T每個引用都將是對U的引用; 如果對T的引用傳遞了一個期望引用U ，則接收的參數將是對U的引用，並且該方法不必關心它也是對T的引用。

協方差原因不與結構類型的工作是該類型的值Int32不是對實現一個堆對象的引用IComparable<Int32> --IT 是的一個實現IComparable<Int32> 具有參數類型IComparable<Int32>將不會期望接收IComparable<Int32> - 它將期望接收引用。

注意，有些語言試圖假裝給出Int32 v1; Object v2 = v1;的聲明Int32 v1; Object v2 = v1; Int32 v1; Object v2 = v1; v1的類型和v2保存引用的對象的類型是同一個。 實際上，它們是居住在不同宇宙中的不同類型。 只要運行時環境看到派生自System.ValueType System.Enum以外的類，它就會在與堆類型分開的存儲位置類型的Universe中有效地定義第二種類型。 如果有人說IComprable<Int32> v3 = v1; ，正在做的是要求系統創建一個堆對象類型 Int32的實例，其內容從v1加載，並存儲到v3的引用。 雖然系統允許從結構類型到相應的堆對象類型的隱式轉換，以及另一種方式的顯式轉換，但這並不意味着變量和堆對象是相同的類型。 實際上，需要轉換的事實意味着它們不是。