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c#4.0新特性之協變與逆變,

編輯:C#入門知識

c#4.0新特性之協變與逆變,


1.C#3.0以前的協變與逆變

  如果你是第一次聽說這個兩個詞,別擔心,他們其實很常見。C#4.0中的協變與逆變[1](Covariance and contravariance)有了進一步的完善,主要是兩種運行時的(隱式)泛型類型參數轉換。簡單來講,所謂協變(Covariance)是指把類型從“小”升到“大”,比如從子類升級到父類;逆變則是指從“大”變到“小”,兩者各有不同的條件和用途。下面的例子演示了C#3.0以前對協變與逆變支持[2] :

代碼1 
       public class Animal { }
       public class Cat : Animal { }

       public delegate Animal AniHandler(Animal a);
       public static Animal AniMethod(Animal a) { return null; }
       public static Cat CatMethod(Object o) { return null; }

       public static void TestCovariance()
       {
           AniHandler handler1 = AniMethod;
           AniHandler handler2 = CatMethod;//這裡是合法的
       }
  這裡的CatMethod雖然不是嚴格滿足委托AniHandler的簽名,但它被用作AniHandler是合法的,在協變(Cat->Animal)和逆變(object->Animal)的作用下,委托指向的方法中,傳入的參數可以是一個大的,寬泛的類型,而返回出來的結果可以是一個更小的,精確的類型(子類),因為它包含了更多的信息。注意這裡是站在方法裡面這樣說的,而在調用者使用方法的角度,恰恰是相反的,在調用方法時,參數可以是一個“小”的子類,而返回值可以用作一個“大”的父類,如下面的調用是合法的:

           object o = AniMethod(new Cat());
  呵呵,聽上去有點暈,現在我要試著把問題簡潔地表達清楚。無論是協變還是逆變,它都是為了讓這樣一個非常合理的事實成立:如果提供的類型信息比所需要的類型信息多(而不是相等),那這當然是可以的。在代碼1的例子中,AniHandler委托需要一個Animal作為返回值,但是我返給它一個Cat,Cat包含了Animal的所有特征,這當然是可以的,這就是協變;同時AniHandler需要一個Animal作為參數,為了讓函數獲得的信息比要求的多,我可以只要求傳進來一個object,這也當然是可以的,這就是逆變。

2.C#4.0中的協變

  我們先來看一下和諧的協變是如何發生的。C#4.0中的協變與C#3.0中的寬松委托非常類似,新的C#協變特征還體現在泛型接口或者泛型委托的類型參數上。還是以經典的Animal和Cat為例,在你看過上面代碼1之後,既然Cat CatMethod()可以被用作Animal AniHandler,那麼你完全有理由相信下面的代碼在C#3.0中也是合法的:

代碼3 
        delegate T THandler<T>();

        static void Main(string[] args)
        {            
            THandler<Cat> catHandler= () => new Cat();
            THandler<Animal> aniHandler = catHandler;//Covariance 
        }

 
   很遺憾,您錯了,在C#3.0中,上面的代碼不能通過編譯,你會被告知這樣的錯誤:

 

  時代進步了,現在在C#4.0的編譯器是支持上面的寫法的。你只需要在聲明THandler的類型參數前加一個out關鍵字即可:

       delegate T THandler<out T>();
 
  單獨的使用一個關鍵字而不是直接允許隱式轉換也是為了類型安全的考慮。所以當你寫下out的時候,就應該知道可能發生的Covariance。

3.C#4中的逆變

  我們繼續使用Animal和Cat的例子,在VS2008中,以下的代碼不能通過編譯:

代碼5 
       delegate void THandler<T>(T t);    
       public static void TestContravariance()
       {
           THandler<Animal> aniHandler = (ani) => { };
           THandler<Cat> catHandler = aniHandler;
       }
  而在VS2010中,呃,同樣不能。呵呵,其實就差一點點,這裡如果在類型參數T前面加上關鍵字“in”,即delegate void THandler<in T>(T t);就可以實現Cat->Animal的Contravariance。

4.總結

  C#4中的協變和逆變使得泛型編程時的類型轉換更加自然,不過要注意的是上面所說的協變和逆變都只作用於引用類型之間,而且目前只能對泛型接口和委托使用。一個T參數只能是in或者是out,你如果即想你的委托參數逆變又想返回值協變(如代碼1所示),是做不到的。


C語言中->是什?

->是一個整體,它是用於指向結構體、C++中的class等含有子數據的指針用來取子數據。換種說法,如果我們在C語言中定義了一個結構體,然後申明一個指針指向這個結構體,那麼我們要用指針取出結構體中的數據,就要用到“->”.
舉個例子:
struct Data
{
int a,b,c;
}; /*定義結構體*/
struct Data * p;/*定義結構體指針*/
struct Data A = {1,2,3};/*聲明變量A*/
int x;/*聲明一個變量x*/
p = &A ; /*讓p指向A*/
x = p->a;/*這句話的意思就是取出p所指向的結構體中包含的數據項a賦值給x*/
/*由於此時p指向A,因而 p->a == A.a,也就是1*/

對於一開始的問題 p = p->next;這應該出現在C語言的鏈表,這裡的next應該是一個與p同類型的結構體指針,其定義格式應該是:
struct Data
{
int a;
struct Data * next;
};/*定義結構體*/
…………
main()
{
struct Data * p;/*聲明指針變量p*/
……
p = p->next;/*將next中的值賦給p*/
}
鏈表指針是C語言的一個難點,但也是重點,學懂了非常有用。要仔細講就必須先講變量、指針。
什麼是變量?所謂變量,不要淺顯的認為會變得量就是變量。套用我們院長的問話:“教室變不變?”變,因為每天有不同的人在裡面上課,但又不變,因為教室始終在那,沒有變大或變小。這就是變量:有一個不變的地址和一塊可變的存儲空間。正常情況下,我們只看到變量這個房間裡面的東西,也就是其內容,但不會關注變量的地址,但是C語言的指針,就是這個房間的地址。我們聲明變量就相當於蓋了間房子存放東西,我們可以直接觀看房子裡的東西,而聲明指針,就是相當於獲得了一個定位器,當用指針指向某個變量時,就是用指針給變量定位,以後我們就可以用指針找到他所“跟蹤”的變量並可以獲得裡面的內容。
那結構體呢?結構體就相當於是有好幾個房子組成的別墅,幾個房子綁定在一起使用。假設現在有很多這種別墅分布在一個大迷宮裡,每間別墅裡都有一間房子。裡面放了另一個別墅的位置信息,現在你手拿定位器找到了第一棟別墅,從裡面得到了你想要的東西(鏈表的數據部分),然後把下一棟別墅的位置計入你的定位器(p = p->next),再走向下一棟別墅……如此走下去,知道走到某地下一棟別墅信息沒有了(p->next == NULL),你的旅行結束。這就是鏈表一次遍歷的過程。現在你能明白 p=p->next的含義了吧!
寫了這麼多。希望你能明白。
如果想學好c和C++,鏈表和指針必須熟練掌握!
 

C語言中->是什?

->是一個整體,它是用於指向結構體、C++中的class等含有子數據的指針用來取子數據。換種說法,如果我們在C語言中定義了一個結構體,然後申明一個指針指向這個結構體,那麼我們要用指針取出結構體中的數據,就要用到“->”.
舉個例子:
struct Data
{
int a,b,c;
}; /*定義結構體*/
struct Data * p;/*定義結構體指針*/
struct Data A = {1,2,3};/*聲明變量A*/
int x;/*聲明一個變量x*/
p = &A ; /*讓p指向A*/
x = p->a;/*這句話的意思就是取出p所指向的結構體中包含的數據項a賦值給x*/
/*由於此時p指向A,因而 p->a == A.a,也就是1*/

對於一開始的問題 p = p->next;這應該出現在C語言的鏈表,這裡的next應該是一個與p同類型的結構體指針,其定義格式應該是:
struct Data
{
int a;
struct Data * next;
};/*定義結構體*/
…………
main()
{
struct Data * p;/*聲明指針變量p*/
……
p = p->next;/*將next中的值賦給p*/
}
鏈表指針是C語言的一個難點,但也是重點,學懂了非常有用。要仔細講就必須先講變量、指針。
什麼是變量?所謂變量,不要淺顯的認為會變得量就是變量。套用我們院長的問話:“教室變不變?”變,因為每天有不同的人在裡面上課,但又不變,因為教室始終在那,沒有變大或變小。這就是變量:有一個不變的地址和一塊可變的存儲空間。正常情況下,我們只看到變量這個房間裡面的東西,也就是其內容,但不會關注變量的地址,但是C語言的指針,就是這個房間的地址。我們聲明變量就相當於蓋了間房子存放東西,我們可以直接觀看房子裡的東西,而聲明指針,就是相當於獲得了一個定位器,當用指針指向某個變量時,就是用指針給變量定位,以後我們就可以用指針找到他所“跟蹤”的變量並可以獲得裡面的內容。
那結構體呢?結構體就相當於是有好幾個房子組成的別墅,幾個房子綁定在一起使用。假設現在有很多這種別墅分布在一個大迷宮裡,每間別墅裡都有一間房子。裡面放了另一個別墅的位置信息,現在你手拿定位器找到了第一棟別墅,從裡面得到了你想要的東西(鏈表的數據部分),然後把下一棟別墅的位置計入你的定位器(p = p->next),再走向下一棟別墅……如此走下去,知道走到某地下一棟別墅信息沒有了(p->next == NULL),你的旅行結束。這就是鏈表一次遍歷的過程。現在你能明白 p=p->next的含義了吧!
寫了這麼多。希望你能明白。
如果想學好c和C++,鏈表和指針必須熟練掌握!
 

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