C#多态与泛型类型匹配错误

Question

我有一个类似的结构

enum AnimalType {dog, cat}

class Animal{}
class Dog : Animal {}
class Cat : Animal {}

class Vet<T> where T : Animal {}
class DogVet : Vet<Dog> {}
class CatVet : Vet<Cat> {}

为什么我不能分配这个？

...
Vet<Animal> myVet = new DogVet();
...

为什么我不能像这样向 Dictionary 添加元素？

...
Dictionary<AnimalType, Vet<Animal>> _vetList = new Dictionary<AnimalType, Vet<Animal>>();
_vetList.Add(AnimalType.dog, new DogVet());
...

应该怎么做？

Answer 1

这是一个经典的协方差问题。 Vet<Dog> 不是 Vet<Animal>。继续类比的话，一个Vet<Dog>只能治疗狗。你不能把它当作可以治疗任何种动物的兽医。

假设您有一个 Treat 函数：

public void Treat<T>(T patient) {}

现在如果 Vet<Dog> 是 Vet<Animal> 那么这将是可能的：

Vet<Animal> dogVet = new Vet<Dog>();
dogVet.Treat(new Cat());  // but I can only treat dogs!!!

Answer 2

为此，您需要协变（或逆变）类型参数。不幸的是，您只能在接口或委托上指定这些，而不能在 classes 上指定。获得所需内容的一种方法是在 Vet class 之上创建一个界面，如下所示：

    // Not sure what you need this enum for, but OK...
    enum AnimalType {dog, cat}

    class Animal{}
    class Dog : Animal {}
    class Cat : Animal {}

    // Create an interface with covariant parameter
    // i.e. an IVet<T> is also an IVet<Animal> for all T deriving from Animal.
    interface IVet<out T> where T : Animal {}

    // Made Vet abstract. You can still use this to provide base implementations for concrete Vets.
    abstract class Vet<T> : IVet<T> where T : Animal {}

    class DogVet : Vet<Dog> {}
    class CatVet : Vet<Cat> {}

    static void Main()
    {
            // Must use the interface here.
            IVet<Animal> vet = new DogVet();
    }

老实说，您发布的代码让我怀疑问题是否出在代码的设计上，而不是语法上。

请注意，尽管可以编译，但 D Stanley 的回答中的警告是有效的。例如，您现在无法向接口添加方法 void Treat(T patient)。

当你发现自己正在检查运行时间类型，或者因为你的基础 class 定义了一个以 T 作为参数的函数并且它不会接受而出现编译错误的那一刻在派生的 class 中带有 Dog 的实现，您应该重新设计您的程序。事实上，我现在会认真考虑。

这里的代码味道是你在 Animal 上有一个继承树，你正在用另一个继承树 Vet 模仿它。未能为新的 Animal 衍生品添加适当的 Vet 衍生品会让您头疼。

Answer 3

主要原因是泛型不支持协变。以下信息摘自 Jon Skeet 的书 c# In Depth。

简短的回答是因为这是合法的，但如果被允许则无效。

Dictionary<AnimalType, Vet<Animal>> _vetList = new Dictionary<AnimalType, Vet<Cat>>();
_vetList.Add(AnimalType.Dog, new Vet<Dog>());

由于字典被告知它使用的是动物，但实际对象是猫，因此它会在运行时失败。再次根据这本书，设计者宁愿有编译时失败而不是运行时崩溃，所以当你尝试这样做时你会得到一个错误。

Answer 4

这称为协方差，此功能仅在委托和接口中受支持。

例如：

// Covariance
IEnumerable<object> x = new List<string>();

了解有关协变和逆变的更多信息in MSDN。

C#多态与泛型类型匹配错误

C# polymorphism and generics type matching error

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