无法从 List<DerivedClass> 转换为 List<BaseClass>

Question

我正在尝试将 DerivedClass 的列表传递给一个接受 BaseClass 列表的函数，但我得到了错误：

cannot convert from 
'System.Collections.Generic.List<ConsoleApplication1.DerivedClass>' 
to 
'System.Collections.Generic.List<ConsoleApplication1.BaseClass>'

现在我可以将我的List<DerivedClass> 转换为List<BaseClass>，但除非我明白为什么编译器不允许这样做，否则我会觉得不自在。

我发现的解释只是说它以某种方式违反了类型安全，但我没有看到它。谁能帮帮我？

编译器允许从List<DerivedClass> 转换为List<BaseClass> 的风险是什么？

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这是我的 SSCCE：

class Program
{
    public static void Main()
    {
        BaseClass bc = new DerivedClass(); // works fine
        List<BaseClass> bcl = new List<DerivedClass>(); // this line has an error

        doSomething(new List<DerivedClass>()); // this line has an error
    }

    public void doSomething(List<BaseClass> bc)
    {
        // do something with bc
    }
}

class BaseClass
{
}

class DerivedClass : BaseClass
{
}

Answer 1

我使用的一个解决方案是创建一个扩展类：

public static class myExtensionClass 
{
    public void doSomething<T>(List<BaseClass> bc) where T: BaseClass
    {
        // do something with bc
    }
}

它使用泛型，但是当您调用它时，您不必指定类，因为您已经“告诉”编译器类型与扩展类相同。

你可以这样称呼它：

List<DerivedClass> lst = new List<DerivedClass>();
lst.doSomething();

Answer 2

我发现的解释只是说它以某种方式违反了类型安全，但我没有看到它。编译器允许从List<DerivedClass> 转换为List<BaseClass> 的风险是什么？

这个问题几乎每天都会被问到。

List<Mammal> 无法转换为 List<Animal>，因为您可以将蜥蜴放入动物列表中。 List<Mammal> 无法转换为 List<Giraffe>，因为列表中可能已经有老虎了。

因此，List<T> 在 T 中必须是不变的。

但是，List<Mammal> 可以转换为 IEnumerable<Animal>（从 C# 4.0 开始），因为在 IEnumerable<Animal> 上没有添加蜥蜴的方法。 IEnumerable<T> 在 T 中是协变的。

Answer 3

这是因为List<T>是in-variant，而不是co-variant，所以你应该改成支持co-variant的IEnumerable<T>，它应该可以工作：

IEnumerable<BaseClass> bcl = new List<DerivedClass>();
public void doSomething(IEnumerable<BaseClass> bc)
{
    // do something with bc
}

关于co-variant in generic的信息

Answer 4

当您有一个从基类派生的类时，这些类的任何容器都不会自动派生。所以你不能只将List<Derived> 转换为List<Base>。

使用.Cast<T>() 创建一个新列表，其中每个对象都被转换回基类：

List<MyDerived> list1 = new List<MyDerived>();
List<MyBase> list2 = list1.Cast<MyBase>().ToList();

请注意，这是一个新列表，而不是原始列表的转换版本，因此对这个新列表的操作不会反映在原始列表上。但是，对所包含对象的操作会反映出来。

Answer 5

如果你会写

List<BaseClass> bcl = new List<DerivedClass>(); 

你可以打电话

var instance = new AnotherClassInheritingFromBaseClass();
bc1.Add(instance);

将不是 DerivedClass 的实例添加到列表中。

Answer 6

您所描述的行为称为协方差 - 如果A 是 B，那么List<A> 是 @987654324 @。

但是，对于像 List<T> 这样的可变类型，这从根本上来说是不安全的。

如果可能的话，该方法将能够将new OtherDerivedClass() 添加到实际上只能包含DerivedClass 的列表中。

协方差在不可变类型上是安全的，尽管 .Net 仅在接口和委托中支持它。
如果您将List<T> 参数更改为IEnumerable<T>，那将起作用