为什么 ToList<Interface> 不适用于值类型?



如果我为值类型实现了一个接口,并试图将其强制转换为其接口类型的List,为什么这会导致错误,而引用类型转换得很好?

这就是错误:

无法转换实例参数类型System.Collections.Generic.List<MyValueType>System.Collections.Generic.IEnumerable<MyInterfaceType>

我必须明确地使用Cast<T>方法来转换它,为什么?由于IEnumerable是一个通过集合的只读枚举,所以对我来说,不能直接强制转换它没有任何意义。

以下是演示该问题的示例代码:

    public interface I{}
    public class T : I{}
    public struct V: I{}
    public void test()
    {
        var listT = new List<T>();
        var listV = new List<V>();
        var listIT = listT.ToList<I>();     //OK
        var listIV = listV.ToList<I>();     //FAILS to compile, why?
        var listIV2 = listV.Cast<I>().ToList(); //OK
    }

方差(协方差或反方差)不适用于值类型,仅适用于参考类型:

差异仅适用于引用类型如果为变量类型参数指定值类型,则该类型参数对于生成的构造类型是不变的(MSDN)

引用类型变量中包含的值是引用(例如,地址),数据地址具有相同的大小,并以相同的方式进行解释,而不需要对其位模式进行任何必要的更改。

相反,包含在值类型变量中的值没有相同的大小或语义。将它们用作引用类型需要装箱,装箱需要编译器发出特定于类型的指令。对于编译器来说,为任何可能的值类型发出装箱指令都是不实用或不高效的(有时甚至不可能),因此完全不允许方差。

基本上,方差是实用的,这要归功于从变量到实际数据的额外间接层(引用)。因为值类型缺少间接层,所以它们缺少差异功能。


将以上内容与LINQ操作的工作方式结合起来:

Cast操作向上强制转换/装箱所有元素(如您所指出的,通过非泛型IEnumerable访问它们),然后验证序列中的所有元素是否可以成功地强制转换/取消装箱为所提供的类型,然后完全执行此操作。ToList操作枚举序列并从该枚举返回列表。

每个人都有自己的工作。如果(比如)ToList同时完成了这两者的工作,那么它将同时承担这两者的性能开销,这在大多数其他情况下是不可取的。

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