類型參數必須是逆變有效的

Question

這個賞金已經結束。 此問題的答案有資格獲得+100聲望賞金。 賞金寬限期在20 小時后結束。 Rand Random想引起更多關注這個問題：

一個連貫的答案是什么問題，以及潛在問題的可能解決方案，謝謝

考慮一只鳥：

public interface IBird
{

}

public class Duck : IBird
{
    public string DuckyProperty { get; set; } //this property is Duck specific!
}

還有一個鳥類處理器：

public interface IBirdProcessor<out T> where T : IBird
{
    double GetBirdWeight(T obj); //this does not compile
}

public class DuckProcessor : IBirdProcessor<Duck>
{
    public double GetBirdWeight(Duck duck)
    {
        return double.Parse(duck.DuckyProperty);
    }
}

和一家工廠獲得鳥類處理器：

public class BirdProcessorFactory
{
    public IBirdProcessor<T> GetBirdProcessor<T>(T obj) where T : IBird
    {
        return (IBirdProcessor<T>)new DuckProcessor();
    }
}

啟動：

static void Main()
{
    var bird = new Duck() { DuckyProperty = "23" } as IBird; //the cast is necessary to simulate a real world scenario
    var factory = new BirdProcessorFactory();
    var provider = factory.GetBirdProcessor(bird);

    var weight = provider.GetBirdWeight(bird);
}

我想要一個抽象的通用鳥類工廠，但我收到以下錯誤：

The type parameter 'T' must be contravariantly valid on 'Program.IBirdProcessor<T>.GetBirdWeight(T)'. 'T' is covariant

如果我刪除“out”關鍵字，那么我會得到：

System.InvalidCastException: 'Unable to cast object of type 'DuckProcessor' to type 'IBirdProcessor`1[NotVegetables.Program+IBird]'.'

演員陣容不行！

作為一種解決方法，我可以這樣做：

public class DuckProcessor : IBirdProcessor<IBird>
{
    public double GetBirdWeight(IBird bird)
    {
        var duck = bird as Duck;
        return double.Parse(duck.DuckyProperty);
    }
}

但這完全違背了 generics 的用法，我覺得 DuckProcessor 應該適用於鴨子，而不是抽象的鳥類。

我做錯了什么嗎？

Answer 1

C# generics 中的所有類型都必須在編譯時知道。 只有IBird在編譯時是已知的，工廠必須返回一個IBirdProcessor<IBird> 。 由於協變不是一個選項（因為DuckProcessor.GetBirdWeight只接受Duck s），因此無法返回DuckProcessor 。

你可以得到你想要的行為：

public interface IBirdProcessor
{
  double GetBirdWeight(IBird obj);
}

public abstract class BirdProcessorBase<T> : IBirdProcessor where T : IBird
{
  public double GetBirdWeight(IBird bird) => GetBirdWeightInternal((T)bird);

  protected abstract double GetBirdWeightInternal(T bird);
}

public class DuckProcessor : BirdProcessorBase<Duck>
{
  protected override double GetBirdWeightInternal(Duck duck)
  {
    return double.Parse(duck.DuckyProperty);
  }
}

public class BirdProcessorFactory
{
  public IBirdProcessor GetBirdProcessor(IBird bird)
  {
    if (bird.GetType().IsAssignableTo(typeof(Duck)))
      return new DuckProcessor();

    throw new Exception($"No processor for {bird.GetType().Name}");
  }
}

但是，如果您使用不匹配的類型調用從工廠返回的處理器，它會向您拋出異常。

Answer 2

請查看我的問題解決方案：

public interface IBird
{

}

public class Duck : IBird
{
    public string DuckyProperty { get; set; } //this property is Duck specific!
}

public class Chicken : IBird
{
    public string ChickenProperty { get; set; } //this property is Chicken specific!
}

public interface IBirdProcessor<Y>
    where Y : IBird
{
    double GetBirdWeight(Y obj);
}

public class DuckProcessor : IBirdProcessor<Duck>
{

    public double GetBirdWeight(Duck duck)
    {
        return double.Parse(duck.DuckyProperty);
    }
}

public class ChickenProcessor : IBirdProcessor<Chicken>
{
    public double GetBirdWeight(Chicken chicken)
    {
        return double.Parse(chicken.ChickenProperty);
    }
}

public class BirdProcessorFactory
{
    public static IBirdProcessor<T> GetProcessor<T>(T bird)
        where T : IBird
    {
        switch (bird){
            case Chicken t1:
                return (IBirdProcessor<T>)new ChickenProcessor();
            case Duck t1:
                return (IBirdProcessor<T>)new DuckProcessor();
            default:
                throw new ArgumentException();
        }
        
    }
}

為了顯示它按預期工作，我添加了額外ChickenProcessor 。

執行如下：

Duck duck = new Duck() { DuckyProperty = "23" };
Chicken chicken = new Chicken() { ChickenProperty = "25" };

var duckProvider = BirdProcessorFactory.GetProcessor(duck);
var chickenProvider = BirdProcessorFactory.GetProcessor(chicken);

duckProvider.GetBirdWeight(duck).Dump();
chickenProvider.GetBirdWeight(chicken).Dump();

結果如預期：