虽然我们可以从基类/接口继承，但为什么我们不能声明一个List<>
使用相同的类/接口？
interface A
{ }
class B : A
{ }
class C : B
{ }
class Test
{
static void Main(string[] args)
{
A a = new C(); // OK
List<A> listOfA = new List<C>(); // compiler Error
}
}
有办法吗？
完成这项工作的方法是遍历列表并转换元素。这可以使用 ConvertAll 来完成：
List<A> listOfA = new List<C>().ConvertAll(x => (A)x);
你也可以使用 Linq：
List<A> listOfA = new List<C>().Cast<A>().ToList();
首先，停止使用难以理解的类名，如 A、B、C。使用 Animal、Mammal、Giraffe 或 Food、Fruit、Orange 或关系明确的东西。
那么您的问题是“为什么我不能将长颈鹿列表分配给动物列表类型的变量，因为我可以将长颈鹿分配给动物类型的变量？”
答案是：假设你可以。那么会出现什么问题呢？
好吧，您可以将老虎添加到动物列表中。假设我们允许您将长颈鹿列表放入包含动物列表的变量中。然后您尝试将老虎添加到该列表中。发生什么了？您希望长颈鹿列表中包含一只老虎吗？你想崩溃吗？或者您是否希望编译器首先通过使分配非法来保护您免受崩溃？
我们选择后者。
这种转换称为“协变”转换。在 C# 4 中，当已知转换始终是安全的时，我们将允许您对接口和委托进行协变转换。有关详细信息，请参阅我关于协变和逆变的博客文章。（这周的周一和周四都会有关于这个话题的新话题。）
引用埃里克的伟大解释
发生什么了？您希望长颈鹿列表中包含一只老虎吗？你想崩溃吗？或者您是否希望编译器首先通过使分配非法来保护您免受崩溃？我们选择后者。
但是，如果您想选择运行时崩溃而不是编译错误怎么办？你通常会使用 Cast<> 或 ConvertAll<> 但是你会遇到两个问题： 它会创建一个列表的副本。如果您在新列表中添加或删除某些内容，这将不会反映在原始列表中。其次，由于它使用现有对象创建了一个新列表，因此存在很大的性能和内存损失。
我遇到了同样的问题，因此我创建了一个包装类，它可以强制转换通用列表而无需创建全新的列表。
在原始问题中，您可以使用：
class Test
{
static void Main(string[] args)
{
A a = new C(); // OK
IList<A> listOfA = new List<C>().CastList<C,A>(); // now ok!
}
}
这里是包装类（+ 一个扩展方法 CastList 以便于使用）
public class CastedList<TTo, TFrom> : IList<TTo>
{
public IList<TFrom> BaseList;
public CastedList(IList<TFrom> baseList)
{
BaseList = baseList;
}
// IEnumerable
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return BaseList.GetEnumerator(); }
// IEnumerable<>
public IEnumerator<TTo> GetEnumerator() { return new CastedEnumerator<TTo, TFrom>(BaseList.GetEnumerator()); }
// ICollection
public int Count { get { return BaseList.Count; } }
public bool IsReadOnly { get { return BaseList.IsReadOnly; } }
public void Add(TTo item) { BaseList.Add((TFrom)(object)item); }
public void Clear() { BaseList.Clear(); }
public bool Contains(TTo item) { return BaseList.Contains((TFrom)(object)item); }
public void CopyTo(TTo[] array, int arrayIndex) { BaseList.CopyTo((TFrom[])(object)array, arrayIndex); }
public bool Remove(TTo item) { return BaseList.Remove((TFrom)(object)item); }
// IList
public TTo this[int index]
{
get { return (TTo)(object)BaseList[index]; }
set { BaseList[index] = (TFrom)(object)value; }
}
public int IndexOf(TTo item) { return BaseList.IndexOf((TFrom)(object)item); }
public void Insert(int index, TTo item) { BaseList.Insert(index, (TFrom)(object)item); }
public void RemoveAt(int index) { BaseList.RemoveAt(index); }
}
public class CastedEnumerator<TTo, TFrom> : IEnumerator<TTo>
{
public IEnumerator<TFrom> BaseEnumerator;
public CastedEnumerator(IEnumerator<TFrom> baseEnumerator)
{
BaseEnumerator = baseEnumerator;
}
// IDisposable
public void Dispose() { BaseEnumerator.Dispose(); }
// IEnumerator
object IEnumerator.Current { get { return BaseEnumerator.Current; } }
public bool MoveNext() { return BaseEnumerator.MoveNext(); }
public void Reset() { BaseEnumerator.Reset(); }
// IEnumerator<>
public TTo Current { get { return (TTo)(object)BaseEnumerator.Current; } }
}
public static class ListExtensions
{
public static IList<TTo> CastList<TFrom, TTo>(this IList<TFrom> list)
{
return new CastedList<TTo, TFrom>(list);
}
}
如果你改用IEnumerable它，它会起作用（至少在 C# 4.0 中，我没有尝试过以前的版本）。这只是一个演员表，当然，它仍然是一个列表。
代替 -
List<A> listOfA = new List<C>(); // compiler Error
在问题的原始代码中，使用 -
IEnumerable<A> listOfA = new List<C>(); // compiler error - no more! :)
至于为什么它不起作用，理解covariance 和 contravariance可能会有所帮助。
只是为了说明为什么这不起作用，这里是对您提供的代码的更改：
void DoesThisWork()
{
List<C> DerivedList = new List<C>();
List<A> BaseList = DerivedList;
BaseList.Add(new B());
C FirstItem = DerivedList.First();
}
这应该工作吗？列表中的第一项是类型“B”，但 DerivedList 项的类型是 C。
现在，假设我们真的只想创建一个泛型函数，该函数对实现 A 的某种类型的列表进行操作，但我们不在乎它是什么类型：
void ThisWorks<T>(List<T> GenericList) where T:A
{
}
void Test()
{
ThisWorks(new List<B>());
ThisWorks(new List<C>());
}
您只能转换为只读列表。例如：
IEnumerable<A> enumOfA = new List<C>();//This works
IReadOnlyCollection<A> ro_colOfA = new List<C>();//This works
IReadOnlyList<A> ro_listOfA = new List<C>();//This works
对于支持保存元素的列表，您不能这样做。原因是：
List<string> listString=new List<string>();
List<object> listObject=(List<object>)listString;//Assume that this is possible
listObject.Add(new object());
现在怎么办？请记住，listObject 和 listString 实际上是同一个列表，所以 listString 现在有 object 元素 - 这应该是不可能的，但事实并非如此。
dynamic
Array
IReadOnlyList,IEnumerable
使用List<>正确的方法。
他们都运作良好！不需要任何棘手的编程！
以下是每个示例：
dynamic.：最通用的解决方案简单地写dynamic listOfA = new List<C>();而不是List<A> listOfA = new List<C>();
首先是所有示例的接口和类定义：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
interface IAnimal
{
public string Name { get; }
}
class Bear : IAnimal
{
public string BearName = "aBear";
public string Name => BearName;
}
class Cat : IAnimal
{
public string CatName = "aCat";
public string Name => CatName;
}
// Dog has no base class/interface; it isn't related to the other classes
class Dog
{
public string DogName = "aDog";
public string Name => DogName;
}
这是使用的示例dynamic
public class AssignDerivedClass
{
public static void TestDynamicListAndArray()
{
dynamic any = new List<Bear>() // List of derived
{
new Bear() { BearName = "Bear-1" },
new Bear() { BearName = "Bear-2" }
};
//any[0].CatName = "NewCat"; // => Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.RuntimeBinderException
Console.WriteLine($"Bear names: {any[0].BearName}, {Name(any[1])}");
any = new Cat[] // Array of derived
{
new Cat() { CatName = "Cat-3" },
new Cat() { CatName = "Cat-4" }
};
Console.WriteLine($"Cat names: {any[0].CatName}, {any[1].Name}");
any = new List<Dog>() // List of non-related class
{
new Dog() { DogName = "Dog-5" },
new Dog() { DogName = "Dog-6" }
};
Console.WriteLine($"Dog names: {any[0].DogName}, {Name(any[1])}");
any = new List<IAnimal>() // List of interface
// any = new IAnimal[] // Array of interface works the same
{
new Bear() { BearName = "Bear-7" },
new Cat() { CatName = "Cat-8" }
};
Console.WriteLine($"Animal names: {any[0].BearName}, {any[1].CatName}");
any[0].BearName = "NewBear";
Console.WriteLine($"Animal names: {Name(any[0])}, {any[1].Name}");
}
private static string Name(dynamic anymal)
{
return anymal switch
{
Bear bear => bear.BearName,
Cat cat => cat.CatName,
Dog dog => dog.DogName,
_ => "No known Animal"
};
}
// Bear names: Bear-1, Bear-2
// Cat names: Cat-3, Cat-4
// Dog names: Dog-5, Dog-6
// Animal names: Bear-7, Cat-8
// Animal names: NewBear, Cat-8
}
Array: 创建Bear[]数组，保证所有数组元素引用Bear.您可以交换元素，但不能删除或添加新元素。
尝试设置错误的类型会产生运行时错误。
public static void TestArray()
{
Bear[] bears = { new Bear(), null };
IAnimal[] bearAnimals = bears;
//bearAnimals[1] = new Cat(); // System.ArrayTypeMismatchException
bearAnimals[1] = new Bear() { BearName = "Bear-1" };
Console.WriteLine($"Bear names: {bearAnimals[0].Name}, {bears[1].BearName}");
}
// Result => Bear names: aBear, Bear-1
IReadOnlyList,IEnumerable :将您分配List<C>给一个IEnumerable<A>或IReadOnlyList<A>
它们都不能在运行时更改，即您不能添加或删除元素。
为什么编译器应该允许将您分配List<C>给 aList<A>而不是IReadOnlyList<A>在添加元素时会导致错误？
public static void TestIEnumerableAndIReadonlyList()
{
var cats = new List<Cat>()
{
new Cat() { CatName = "Cat-3" },
new Cat() { CatName = "Cat-4" }
};
IEnumerable<IAnimal> iEnumerable = cats;
Console.WriteLine($"Cat names: {(iEnumerable.ElementAt(0) as Cat).CatName}, "
+ Name(iEnumerable.Last()));
IReadOnlyList<IAnimal> iROList = cats;
Console.WriteLine($"Cat names: {iROList[0].Name}, {Name(iROList[1])}");
//iROList.Add(new Cat()); // compiler error CS61: no definition for 'Add'
}
// Result:
// Cat names: Cat-3, Cat-4
// Cat names: Cat-3, Cat-4
List<>正确的方法： List<A> listOfA = new List<A>()定义你的接口列表
只分配一个派生类的实例——你不想存储其他类，是吗？
public static void TestListOfInterface()
{
var bears = new List<IAnimal>()
{
new Bear() { BearName = "Bear-1" },
new Cat() { CatName = "Cat-3" },
};
bears.Add(new Bear() { BearName = "Bear-2" });
string bearNames = string.Join(", ", bears.Select(animal => animal.Name));
Console.WriteLine($"Bear names: {bearNames}");
string bearInfo0 = VerifyBear(bears[0]);
string bearInfo1 = VerifyBear(bears[1]);
Console.WriteLine($"One animal is {bearInfo0}, the other one is {bearInfo1}");
string VerifyBear(IAnimal bear)
=> (bear as Bear)?.BearName ?? "disguised as a bear!!!";
}
// Bear names: Bear-1, Cat-3, Bear-2
// One animal is Bear-1, the other one is disguised as a bear!!!
我个人喜欢创建带有类扩展的库
public static List<TTo> Cast<TFrom, TTo>(List<TFrom> fromlist)
where TFrom : class
where TTo : class
{
return fromlist.ConvertAll(x => x as TTo);
}
因为 C# 不允许这种类型的遗产此刻的转换。
这是 BigJim 出色答案的扩展。
就我而言，我有一个NodeBase带Children字典的类，我需要一种方法来一般地从孩子那里进行 O(1) 查找。我试图在 getter 中返回一个私有字典字段Children，所以显然我想避免昂贵的复制/迭代。因此，我使用 Bigjim 的代码将其Dictionary<whatever specific type>转换为泛型Dictionary<NodeBase>：
// Abstract parent class
public abstract class NodeBase
{
public abstract IDictionary<string, NodeBase> Children { get; }
...
}
// Implementing child class
public class RealNode : NodeBase
{
private Dictionary<string, RealNode> containedNodes;
public override IDictionary<string, NodeBase> Children
{
// Using a modification of Bigjim's code to cast the Dictionary:
return new IDictionary<string, NodeBase>().CastDictionary<string, RealNode, NodeBase>();
}
...
}
这运作良好。然而，我最终遇到了不相关的限制，并最终FindChild()在基类中创建了一个抽象方法来代替它进行查找。事实证明，这首先消除了对强制转换字典的需要。（为了我的目的，我可以用一个简单的替换它IEnumerable。）
因此，您可能会问的问题（特别是如果性能是一个禁止您使用.Cast<>or的问题.ConvertAll<>）是：
“我真的需要转换整个集合，还是可以使用抽象方法来保存执行任务所需的特殊知识，从而避免直接访问集合？”
有时最简单的解决方案是最好的。
您还可以使用System.Runtime.CompilerServices.UnsafeNuGet 包创建对相同的引用List：
using System.Runtime.CompilerServices;
...
class Tool { }
class Hammer : Tool { }
...
var hammers = new List<Hammer>();
...
var tools = Unsafe.As<List<Tool>>(hammers);
鉴于上面的示例，您可以使用变量访问Hammer列表中的现有实例。tools将Tool实例添加到列表会引发ArrayTypeMismatchException异常，因为tools引用的变量与hammers.
我已经阅读了整篇文章，我只想指出对我来说似乎不一致的地方。
编译器会阻止您使用列表进行分配：
List<Tiger> myTigersList = new List<Tiger>() { new Tiger(), new Tiger(), new Tiger() };
List<Animal> myAnimalsList = myTigersList; // Compiler error
但是编译器对数组非常好：
Tiger[] myTigersArray = new Tiger[3] { new Tiger(), new Tiger(), new Tiger() };
Animal[] myAnimalsArray = myTigersArray; // No problem
关于分配是否已知是安全的争论在这里分崩离析。我对数组所做的分配是不安全的。为了证明这一点，如果我继续这样做：
myAnimalsArray[1] = new Giraffe();
我得到一个运行时异常“ArrayTypeMismatchException”。如何解释这一点？如果编译器真的想阻止我做一些愚蠢的事情，它应该阻止我做数组赋值。