在類型參數中具有層次結構的約束泛型

Question

我在C＃中遇到泛型問題我希望你能幫助我。

public interface IElement { }

public interface IProvider<T> where T : IElement {
    IEnumerable<T> Provide();
}

到目前為止，它非常簡單。 我希望提供程序返回特定元素的可枚舉。 接口的具體實現如下：

public class MyElement : IElement { }

public class MyProvider : IProvider<MyElement> {
    public IEnumerable<MyElement> Provide() {
        [...]
    }
}

但是當我想要使用它時，問題就出現了。 這不能編譯，因為它無法將MyProvider隱式轉換為IProvider<IElement> ：

IProvider<IElement> provider = new MyProvider();

我必須對IProvider<IElement> IProvider<MyElement>盡管MyProvider是IProvider<MyElement>而MyElement是IElement 。 我可以通過使MyProvider也實現IProvider<MyElement>來避免IProvider<MyElement> ，但為什么它不解析type參數中的層次結構？

編輯：根據托馬斯的建議，我們可以使它在T協變。 但是，如果有其他方法，如下面有類型T參數？

public interface IProvider<T> where T : IElement {
    IEnumerable<T> Provide();
    void Add(T t);
}

Answer 1

我必須對IProvider<IElement> IProvider<MyElement>盡管MyProvider是IProvider<MyElement>而MyElement是IElement 。 為什么它不解析類型參數中的層次結構？

這是一個非常常見的問題。 考慮以下等效問題：

interface IAnimal {}
class Tiger : IAnimal {}
class Giraffe : IAnimal {}
class MyList : IList<Giraffe> { ... }
...
IList<IAnimal> m = new MyList();

現在，你的問題是：“我必須做強制轉換為IList<IAnimal>盡管MyList是IList<Giraffe>和Giraffe是IAnimal為什么這個不行？”

它不起作用，因為...假設它確實有效：

m.Add(new Tiger());

m是動物名單。 您可以將老虎添加到動物列表中。 但是m實際上是MyList，MyList只能包含長頸鹿！ 如果我們允許這樣做，那么你可以將老虎添加到長頸鹿列表中 。

這必須失敗，因為IList<T>有一個帶有IList<T>的Add方法。現在，也許你的接口沒有采用T的方法。在這種情況下，你可以將接口標記為協變 ，編譯器將驗證接口對於方差是真正安全的，並允許你想要的方差。

Answer 2

由於T僅出現在IProvider<T>界面的輸出位置，因此可以使其在T IProvider<T>協變：

public interface IProvider<out T> where T : IElement {
    IEnumerable<T> Provide();
}

這將使該指示合法：

IProvider<IElement> provider = new MyProvider();

此功能需要C＃4。閱讀泛型中的協方差和逆變量以獲取更多詳細信息。

Answer 3

如果你只使用參考IProvider<IElement>有訪問方法T的輸出位置，你可以分離的界面分為兩個（請為他們找到更好的名字，像ISink<in T>的逆變一個）：

public interface IProviderOut<out T> where T : IElement {
  IEnumerable<T> Provide();
}
public interface IProviderIn<in T> where T : IElement {
  void Add(T t);
}

你的類實現了兩個：

public class MyProvider : IProviderOut<MyElement>, IProviderIn<MyElement> {
  public IEnumerable<MyElement> Provide() {
    ...
  }
  public void Add(MyElement t) {
    ...
  }
}

但是現在你在需要upcast時使用協變接口：

IProviderOut<IElement> provider = new MyProvider();

或者，您的界面可以繼承：

public interface IProvider<T> : IProviderIn<T>, IProviderOut<T> 
  where T : IElement { 
  // you can add invariant methods here...
}

你的類實現它：

public class MyProvider : IProvider<MyElement> ...