向下转换通用元素类型答案

【问题标题】：Casting a generic element type downwards向下转换通用元素类型
【发布时间】：2011-02-07 16:48:50
【问题描述】：

public class ConfigControlBase<T> : UserControl
    where T : ProviderBase
{
    public T Provider { get; set; }

    public void Init(T provider)
    {
        this.Provider = provider;
    }
}


public abstract class ProviderBase
{
    public abstract ConfigControlBase<ProviderBase> GetControl();
}

public class ProviderXConfigControl : ConfigControlBase<ProviderX>
{
}

public class ProviderX : ProviderBase
{
    public override ConfigControlBase<ProviderBase> GetControl()
    {
        var confControl = new ProviderXConfigControl() as ConfigControlBase<ProviderX>;
        return confControl;
    }
}

return confControl; 抛出异常：

无法将类型ConfigControlBase<ProviderX> 隐式转换为ConfigControlBase<ProviderBase>

【问题讨论】：

标签： c# .net generics exception-handling

【解决方案1】：

让我们更改类和属性的名称，但保持形状不变：

public class Cage<T> where T : Animal
{
    public T Contents { get; set; }
}

public class Aquarium : Cage<Fish> { }

public abstract class Animal
{
    public abstract Cage<Animal> GetCage();
}

public class Fish : Animal
{
    public override Cage<Animal> GetCage()
    {
        return (Cage<Animal>)(new Aquarium());
    }
}

现在清楚为什么这不合法了吗？假设它是合法的。然后你可以这样做：

Fish fish = new Fish();
Cage<Animal> cage = fish.GetCage();
cage.contents = new Tiger();

现在你的水族馆里有一只老虎。没有人想要那样。

编译器（或运行时）必须以某种方式防止这种类型错误；它选择尽快阻止它。它最早可以这样做是在从 Aquarium 转换为 Cage<Animal> 的类型测试中。编译器知道这最终会导致水族箱中的老虎，所以它根本不允许转换。如果你强制编译器允许它通过强制转换，那么它在运行时会失败。

【讨论】：

【解决方案2】：

具有可赋值类型参数的泛型类型本身不可赋值。
例如，您不能将List<string> 转换为List<object>，尽管string 是object。

为什么不支持这种强制转换还不是很明显，所以让我举个例子：

var words = new List<string> { "Serve God", "love me", "mend" };
var objects = (List<object>) words; // C# compiler wouldn't allow this
objects.Add (new Car()); // we just added a Car to Shakespeare's work and the universe exploded

C# 不鼓励宇宙爆炸，但是从 C# 4.0 开始，实现了这个想法的轻量级版本。你看，在某些情况下这样的强制转换实际上是安全的。

.NET 4.0 在泛型中引入了协变和逆变的概念仅适用于接口和委托，您可能需要检查一下。

示例（在 .NET 4.0 之前不起作用）：

void HandleCollection (IEnumerable<object> collection)
{
    // ...
}

var words = new List<string> { "Serve God", "love me", "mend" };

// IEnumerable is defined as IEnumerable<out T> in .NET 4.0
// 'out' keyword guarantees that T is only used for return values
// and therefore client code can't explode the universe   

var objects = (IEnumerable<object>) words;
HandleCollection (objects);

【讨论】：

请注意，协方差不适用于值类型。您不能将 int 列表转换为 IEnumerable
我将示例更改为string 以保持一致性。谢谢你的评论。
当我还是个孩子的时候，当 Eric Lippert 回答你的问题时，我以为会有某种声望奖励或荣誉徽章。

【解决方案3】：

这是因为ConfigControlBase<ProviderX> 不是ConfigControlBase<ProviderBase>

【讨论】：

【解决方案4】：

你的

 public override ConfigControlBase<ProviderBase> GetControl()

不匹配

var confControl = new ProviderXConfigControl() as ConfigControlBase<ProviderX>;

【讨论】：

【解决方案5】：

这个答案在你的场景中可能没有用，因为你可能应该寻找另一个解决方案，但是在反思过程中我发现转换为不太通用的类型的能力非常有用，因此我写了一个解决方案为了它。然而它只适用于接口，你必须保证你只会将正确类型的对象传递给接口。

我基本上在运行时生成一个代理类，它会为您完成所有必需的转换。它的用法如下：

object validator;  // An object known to implement IValidation<T>.
object toValidate; // The object which can be validated by using the validator.

// Assume validator is IValidation<string> and toValidate a string.

IValidation<object> validation
    = Proxy.CreateGenericInterfaceWrapper<IValidation<object>>( validator );

validation.IsValid( toValidate ); // This works! No need to know about the type.

// The following will throw an InvalidCastException.
//validation.IsValid( 10 );

更多信息和源代码可以找到on my blog。

【讨论】：