c# - 为什么 'ref'和 'out'不支持多态？

Question

采取以下措施:

class A {}

class B : A {}

class C
{
    C()
    {
        var b = new B();
        Foo(b);
        Foo2(ref b); // <= compile-time error: 
                     // "The 'ref' argument doesn't match the parameter type"
    }

    void Foo(A a) {}

    void Foo2(ref A a) {}  
}

为什么会出现上述编译时错误？ ref和out参数都会发生这种情况。

Answer 1

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更新:我使用此答案作为此博客条目的基础:

Why do ref and out parameters not allow type variation?

有关此问题的更多评论，请参见博客页面。感谢您提出的重大问题。

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假设您有类Animal，Mammal，Reptile，Giraffe，Turtle和Tiger，它们具有明显的子类关系。

现在假设您有一个void M(ref Mammal m)方法。 M可以读写m。

Can you pass a variable of type Animal to M?

否。该变量可以包含Turtle，但是M将假定它仅包含哺乳动物。 Turtle不是Mammal。

结论1 :ref参数不能设置为“更大”。 (动物比哺乳动物多，因此该变量变得“更大”，因为它可以包含更多的东西。)

Can you pass a variable of type Giraffe to M?

不可以。M可以写入m，并且M可能想将Tiger写入m。现在，您已将Tiger放入实际上是Giraffe类型的变量中。

结论2 :不能将ref参数设置为“更小”。

现在考虑N(out Mammal n)。

Can you pass a variable of type Giraffe to N?

不可以。N可以写入n，而N可能要写入Tiger。

结论3 :不能将out参数设置为“更小”。

Can you pass a variable of type Animal to N?

嗯

好吧，为什么不呢？ N无法从n读取，只能对其写入，对吗？您将Tiger写入Animal类型的变量，您已经设置好了吧？

错误。规则不是“N只能写入n”。

这些规则是:

1)N必须在n正常返回之前写入N。 (如果N抛出，则所有投注均关闭。)

2)N必须先从n中读取内容，然后再向n中写入内容。

这允许发生以下一系列事件:

声明类型为x的字段Animal。

将x作为out参数传递给N。

N将Tiger写入n中，它是x的别名。

在另一个线程上，有人将Turtle写入x。

N尝试读取n的内容，并在它认为是Turtle类型的变量中发现Mammal。

显然，我们想使之非法。

结论4 :不能将out参数设置为“更大”。

最终结论: ref和out参数都不能改变其类型。否则将破坏可验证的类型安全性。

如果您对基本类型理论中的这些问题感兴趣，请考虑阅读my series on how covariance and contravariance work in C# 4.0。