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Criando interfaces genéricas variantes (C#)

Você pode declarar parâmetros de tipo genérico em interfaces como covariantes ou contravariantes. A covariância permite que os métodos de interface tenham tipos de retorno mais derivados do que os definidos pelos parâmetros de tipo genérico. A contravariância permite que os métodos de interface tenham tipos de argumento menos derivados do que os especificados pelos parâmetros genéricos. Uma interface genérica que tem parâmetros de tipo genérico covariantes ou contravariantes é chamada de variante.

Observação

O .NET Framework 4 introduziu suporte de variação para várias interfaces genéricas existentes. Para obter a lista das interfaces variantes no .NET, consulte Variação em Interfaces Genéricas (C#).

Declarando interfaces genéricas variantes

Você pode declarar interfaces genéricas variantes usando as palavras-chave in e out para parâmetros de tipo genérico.

Importante

ref, ine out os parâmetros em C# não podem ser variantes. Os tipos de valor também não dão suporte à variação.

Você pode declarar um covariante de parâmetro de tipo genérico usando a out palavra-chave. O tipo covariante deve atender às seguintes condições:

  • O tipo é usado apenas como um tipo de retorno de métodos de interface e não é usado como um tipo de argumentos de método. Isso é ilustrado no exemplo a seguir, no qual o tipo R é declarado covariante.

    interface ICovariant<out R>
{
    R GetSomething();
    // The following statement generates a compiler error.
    // void SetSomething(R sampleArg);

}

    Há uma exceção a essa regra. Se você tiver um delegado genérico contravariante como um parâmetro de método, você poderá usar o tipo como um parâmetro de tipo genérico para o delegado. Isso é ilustrado pelo tipo R no exemplo a seguir. Para obter mais informações, consulte Variância em delegados (C#) e Usando variância para delegados genéricos Func e Action (C#).

    interface ICovariant<out R>
{
    void DoSomething(Action<R> callback);
}

  • O tipo não é usado como uma restrição genérica para os métodos de interface. Isso é ilustrado no código a seguir.

    interface ICovariant<out R>
{
    // The following statement generates a compiler error
    // because you can use only contravariant or invariant types
    // in generic constraints.
    // void DoSomething<T>() where T : R;
}

Você pode declarar um parâmetro de tipo genérico contravariante usando a in palavra-chave. O tipo contravariante pode ser usado apenas como um tipo de argumentos de método e não como um tipo de retorno dos métodos de interface. O tipo contravariante também pode ser usado para restrições genéricas. O código a seguir mostra como declarar uma interface contravariante e usar uma restrição genérica para um de seus métodos.

interface IContravariant<in A>
{
    void SetSomething(A sampleArg);
    void DoSomething<T>() where T : A;
    // The following statement generates a compiler error.
    // A GetSomething();
}

Também é possível dar suporte à covariância e à contravariância na mesma interface, mas para parâmetros de tipo diferentes, conforme mostrado no exemplo de código a seguir.

interface IVariant<out R, in A>
{
    R GetSomething();
    void SetSomething(A sampleArg);
    R GetSetSomethings(A sampleArg);
}

Implementando interfaces genéricas variantes

Você implementa interfaces genéricas variantes em classes usando a mesma sintaxe usada para interfaces invariáveis. O exemplo de código a seguir mostra como implementar uma interface covariante em uma classe genérica.

interface ICovariant<out R>
{
    R GetSomething();
}
class SampleImplementation<R> : ICovariant<R>
{
    public R GetSomething()
    {
        // Some code.
        return default(R);
    }
}

Classes que implementam interfaces variantes são invariáveis. Por exemplo, considere o código a seguir.

// The interface is covariant.
ICovariant<Button> ibutton = new SampleImplementation<Button>();
ICovariant<Object> iobj = ibutton;

// The class is invariant.
SampleImplementation<Button> button = new SampleImplementation<Button>();
// The following statement generates a compiler error
// because classes are invariant.
// SampleImplementation<Object> obj = button;

Estendendo interfaces genéricas variantes

Ao estender uma interface genérica variante, você precisa usar as palavras-chave in e out para especificar explicitamente se a interface derivada suporta variação. O compilador não infere a variação da interface que está sendo estendida. Por exemplo, considere as interfaces a seguir.

interface ICovariant<out T> { }
interface IInvariant<T> : ICovariant<T> { }
interface IExtCovariant<out T> : ICovariant<T> { }

Na interface IInvariant<T>, o parâmetro de tipo genérico T é invariável, enquanto na IExtCovariant<out T>, o parâmetro de tipo é covariante, embora ambas estendam a mesma interface. A mesma regra é aplicada a parâmetros de tipo genérico contravariantes.

Você pode criar uma interface que estenda tanto a interface em que o parâmetro T de tipo genérico é covariante quanto a interface em que ele é contravariante, desde que, na interface resultante, o parâmetro T de tipo genérico seja invariável. Isso é ilustrado no exemplo de código a seguir.

interface ICovariant<out T> { }
interface IContravariant<in T> { }
interface IInvariant<T> : ICovariant<T>, IContravariant<T> { }

No entanto, se um parâmetro T de tipo genérico for declarado covariante em uma interface, você não poderá declará-lo contravariante na interface de extensão ou vice-versa. Isso é ilustrado no exemplo de código a seguir.

interface ICovariant<out T> { }
// The following statement generates a compiler error.
// interface ICoContraVariant<in T> : ICovariant<T> { }

Evitando ambiguidade

Quando você implementa interfaces genéricas variantes, a variação às vezes pode levar à ambiguidade. Essa ambiguidade deve ser evitada.

Por exemplo, se você implementar explicitamente a mesma interface genérica variante com diferentes parâmetros de tipo genérico em uma classe, ela poderá criar ambiguidade. O compilador não produz um erro nesse caso, mas não é especificado qual implementação de interface será escolhida em tempo de execução. Essa ambiguidade pode levar a bugs sutis em seu código. Considere o exemplo de código a seguir.

// Simple class hierarchy.
class Animal { }
class Cat : Animal { }
class Dog : Animal { }

// This class introduces ambiguity
// because IEnumerable<out T> is covariant.
class Pets : IEnumerable<Cat>, IEnumerable<Dog>
{
    IEnumerator<Cat> IEnumerable<Cat>.GetEnumerator()
    {
        Console.WriteLine("Cat");
        // Some code.
        return null;
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        // Some code.
        return null;
    }

    IEnumerator<Dog> IEnumerable<Dog>.GetEnumerator()
    {
        Console.WriteLine("Dog");
        // Some code.
        return null;
    }
}
class Program
{
    public static void Test()
    {
        IEnumerable<Animal> pets = new Pets();
        pets.GetEnumerator();
    }
}

Neste exemplo, não é especificado como o pets.GetEnumerator método escolhe entre Cat e Dog. Isso pode causar problemas em seu código.

Consulte também