这个协方差相关代码背后的意义是什么？

Question

我一直在读一本名为 c# 7.0 in a Nutshell by O'REILLY 的书，主题：方差不是自动的。有一个例子有 2 classes，Animal 和 Bear，其中 Animal>Bear:

public class Animal { }
public class Bear: Animal { }

还有一个像这样的class：

public class Stack<T>
{
    private int position;
    T[] data = new T[100];
    public void Push(T obj) => data[position++] = obj;
    public T Pop() => data[--position];
}

继续有两个相同的版本class:

public class ZooCleaner1
{
    public static void Wash(Stack<Animal> animals) { }
}

和：

public class ZooCleaner2
{
    public static void Wash<T>(Stack<T> animals) where T: Animal { }
}

它解释说如果我尝试写：

ZooCleaner1.Wash(bears);
ZooCleaner2.Wash(bears);

第一行出现编译时错误，表明无法将 Bear 转换为 Animal。但是第二行是正确的并且工作正常。由于我是这个 topc 的新手，我无法理解这两行之间的差异，我认为它们都接受 Stack<Animal> 为什么我们需要使用条件泛型？

Answer 1

Stack<Animal> 表示任何 Animal 类型的对象堆栈。 Stack<T> where T: Animal 表示单一类型的堆栈，只要该类型继承自 Animal.

您不能使用 Stack<Bear> 代替声明为 Stack<Animal> 的参数，因为如果您可以，则该方法可以推送 Fish 放到熊堆上。当使用 Bears 堆栈的方法将它从堆栈中弹出时，想象一下它弹出一条鱼时的惊喜！

另一方面，第二种方法是 generic，这意味着它可以接受任何类型的堆栈，只要该类型继承自 Animal因此，如果该方法获得 Stack<Bear>，它可以仅将另一个 Bear 压入堆栈。尝试推送 Fish 会出现运行时错误。

Answer 2

我不会称之为 "covariance"。 This 是通用方差。您的代码仅演示通用约束。

让我们看看我们可以在每个 Wash 方法中做什么。在第一个Wash方法中，我们可以：

public static void Wash(Stack<Animal> animals) { 
    animals.Push(new Animal());
    Animal a = animals.Pop();
}

现在假设你有一个 Stack<Bear> bears;，你想把它传递给第一个 Wash。如果编译器允许您这样做，您是否看到这将如何产生矛盾？您实际上不能将 Animal 添加到 Stack<Bear>！但就Wash而言，加一个Animal完全没问题，因为它只知道可以接受一个Stack<Animal>!

因此，Stack<Bear>不是Stack<Animal>的子类型，因为前者不能加Animal，后者可以。

在第二个Wash方法中，虽然可以传bears给它，但是不能再给ti加上Animals:

public static void Wash<T>(Stack<T> animals) where T: Animal { 
    animals.Push(new Animal()); // error
    Animal a = animals.Pop();
}

因为编译器不确定 Stack<T> 是 Stack<Animal>。它 可能是 ，但它也可能是 Stack<Bear>，或 Stack<Unicorn> 或 Stack<SomeOtherSubclassOfAnimal>，对吗？

这个协方差相关代码背后的意义是什么？

What is the point behind this covariance related code?

c#

generics

covariance