由于逆变而无法分配参数

Question

我正在尝试编写一个可以在不同类型之间进行转换的简单库。使用 .Net Core 3.1.

这样做的目的是在两个继承自同一基础 class 的两个 class 之间进行转换 class。

public class SharedBaseClass {}

public class DestinationClass : SharedBaseClass {
    public DestinationClass(){}
}

public class InputClass : SharedBaseClass {
    public InputClass(){}
}

因此，我引入了一个定义此类转换器的接口

public interface IConverter<out TU> where TU : SharedBaseClass
{
    public TU Convert(SharedBaseClass input);
}

下面的 class 使用此接口执行转换

public class ConverterExecutor
{
    private readonly Dictionary<Type, IConverter<SharedBaseClass>> _converters;
    
    public ConverterExecutor(Dictionary<Type, IConverter<SharedBaseClass>> converters)
    {
        _converters = converters;
    }
    
    public IEnumerable<SharedBaseClass> ConvertMultiple(IEnumerable<SharedBaseClass> classesToConvert)
    {
        var converted = new List<SharedBaseClass>();
        
        foreach(var toConvert in classesToConvert)
        {
            _converters.TryGetValue(toConvert.GetType(), out var converter);
            
            if (converter != null) {
                converted.Add(converter.Convert(toConvert));
                continue;
            }
                              
            converted.Add(toConvert);
        }
        
        return converted;
    }
}

然后客户端只需创建 IConverter 接口的实现来封装转换逻辑。从 InputClass 到 DestinationClass 的转换器示例是

public class DestinationConverter: IConverter<DestinationClass> {
    public DestinationClass Convert(SharedBaseClass input) {
        return new DestinationClass();
    }
}

为了完成示例，我添加了一个简短的主要方法来说明如何设置这些方法

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        var executor = new ConverterExecutor(new Dictionary<Type, IConverter<SharedBaseClass>>{
            // various converters for various types added here
            {typeof(InputClass), new DestinationConverter()}
        });
        
        var result = executor.ConvertMultiple(new List<SharedBaseClass>{new InputClass()});
        Console.WriteLine(result.First());
    }
}

这一切都有效，但是我对以下事实感到困扰：IConverter 实现的转换方法的输入参数依赖于基础 class。

public DestinationClass Convert(SharedBaseClass input)

为了解决这个问题，我尝试重新定义接口：

public interface IConverter<out TU, in T> where TU : SharedBaseClass where T: SharedBaseClass
{
    public TU Convert(T input);
}

此重构在所涉及的 classes 中工作正常，并在每个实现中为我提供正确的类型，但是我在主要方法中遇到编译错误作为 DestinationConverter class 的签名不适合加入字典。我怀疑这是因为 T: SharedBaseClass 参数已作为 in 参数（逆变）添加到 IConverter 接口上，但是以相同的方式将其保留为不变失败。我怀疑它是否是协变的（输入参数不可能）编译器会允许这样做。我在想我在这个过程中的某个地方弄错了我的抽象，那么在这种情况下什么是合适的解决方案？

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        var executor = new ConverterExecutor(new Dictionary<Type, IConverter<SharedBaseClass, SharedBaseClass>>{
            // various converters for various types to be added here
            {typeof(InputClass), new DestinationConverter()}
        });
        
        var result = executor.ConvertMultiple(new List<SharedBaseClass>{new InputClass()});
        Console.WriteLine(result.First());
    }
}

失败的完整重构示例：https://dotnetfiddle.net/vuDCiH

Answer 1

问题的根源在于您可以从字典中获取任何转换器，然后将您的 SharedBaseClass 实例提供给它进行转换。因此，您字典中的转换器需要声明为接受 SharedBaseClass.

如果您的字典接受采用 SharedBaseClass 实例的转换器，那么进入其中的所有转换器也必须能够采用 SharedBaseClass 实例进行转换，因为您在技术上能够从字典中取出其中任何一个，并给它任何 SharedBaseClass 个实例。

因此，任何前进的方式都取决于我们能否摆脱包含 IConverter<SharedBaseClass, SharedBaseClass> 个实例的字典。一种可能的方法是：

public class ConverterExecutor
{
    private readonly Dictionary<Type, Func<SharedBaseClass, SharedBaseClass>> _converters = new();
    
    public void RegisterConverter<TU, T>(IConverter<TU, T> converter) where TU : SharedBaseClass where T : SharedBaseClass
    {
        _converters[typeof(T)] = x => converter.Convert((T)x);  
    }
    
    public IEnumerable<SharedBaseClass> ConvertMultiple(IEnumerable<SharedBaseClass> classesToConvert)
    {
        var converted = new List<SharedBaseClass>();
        
        foreach(var toConvert in classesToConvert)
        {
            _converters.TryGetValue(toConvert.GetType(), out var converter);
            
            if (converter != null) {
                converted.Add(converter(toConvert));
                continue;
            }
                              
            converted.Add(toConvert);
        }
        
        return converted;
    }
}

然后：

var executor = new ConverterExecutor();
executor.RegisterConverter(new DestinationConverter());

Link.

我们已将那些 IConverter<SharedBaseClass, SharedBaseClass> 实例替换为采用 SharedBaseClass 和 return 和 SharedBaseClass 的委托。每个委托持有一个转换器，并将 SharedBaseClass 实例转换为转换器期望的类型。

现在，如果您将错误的类型传递给特定的转换器，您会得到一个 InvalidCastException：问题并没有真正消失，但我们已将检查从编译时转移到运行时。

由于逆变而无法分配参数

Argument not assignable due to contravariance

c#

.net

.net-core

covariance

abstraction