C#知识学习-013（修饰符_2）

1.new

1.1 核心概念

new 修饰符用于在派生类中​​显式隐藏​​从基类继承的、具有相同名称的成员（字段、方法、属性、事件、索引器或嵌套类型）。

想象一下，爸爸（基类）有一个叫 Invoke 的方法。儿子（派生类）继承自爸爸，​​儿子也想定义一个自己的方法，碰巧也叫 Invoke​​。这就产生了一个问题：当你在儿子类里调用 Invoke() 时，你究竟是想用爸爸的那个？还是儿子自己新定义的这个？

1.2 作用

​​new 关键字的作用：明确告诉编译器“我要用我自己的！”​

• 隐藏（不是删除！）：​​ 当你在儿子类里用 new 修饰一个和爸爸类同名的成员（方法、字段、属性等）时，你是在说：“在这个儿子类以及用儿子类创建的对象里，当别人用这个名字时，​​默认就用我这个新版本​​。爸爸的那个旧版本，暂时藏起来（隐藏），不是删掉了！”
• 避免警告：​​ 如果你在儿子类里定义了一个和爸爸类同名的成员，​​却没有用 new​​，编译器会给你一个警告：“喂！我发现你这里有个名字和爸爸的一样，你是不是不小心写重了？还是故意要隐藏爸爸的？如果是故意的，请用 new 明确告诉我！” 用了 new，这个警告就没了。
• ​​访问爸爸的版本：​​ 虽然儿子类里默认用的是自己的新版本，但你​​仍然可以访问爸爸的原始版本​​！方法就是使用爸爸类的名字做前缀，比如 BaseC.Invoke()。

1.3 举例

public class BaseC // 爸爸类
{
    public void Invoke() { } // 爸爸有个方法叫 Invoke
}

public class DerivedC : BaseC // 儿子类 (继承自爸爸)
{
    // 儿子说：我也要一个Invoke方法！用new告诉编译器这是我的新版本，隐藏爸爸的
    new public void Invoke() { } 
}

接下来需要你理解输出：

public class BaseC
{
    public static int x = 55; // 爸爸有个静态字段 x = 55
}

public class DerivedC : BaseC
{
    // 儿子说：我也要一个静态字段叫 x；我的 x 是 100；用 new 隐藏爸爸的 x
    new public static int x = 100; 

    static void Main()
    {
        Console.WriteLine(x); // 输出儿子的 x: 100
        Console.WriteLine(BaseC.x); // 明确说要爸爸的 x: 55
    }
}

2. in（泛型修饰符）

2.1 核心概念

想象一下你有一个“容器”（比如接口或委托）。这个容器设计用来处理某种特定类型的东西。

• 逆变 (in)​​ 的意思是：​​你可以把一个设计用来处理“更宽泛”类型（比如 Animal）的容器，当作一个处理“更具体”类型（比如 Cat）的容器来用。​​
• 为什么叫“逆”？ 因为通常的继承关系是 Cat -> Animal（Cat 是更具体的 Animal）。但逆变允许你反向使用容器：处理 Animal 的容器 -> 当作处理 Cat 的容器用。

2.2 作用

• ​​只能用在​​泛型接口(interface)​​和​​委托(delegate)的类型参数前面。
• ​​作用：​​ 它让你写的代码​​更灵活​​。你可以把一个能处理“大类”的东西，安全地用在需要处理“小类”的地方。
• 为什么安全？​​ 想象一个能处理任何 Animal 的容器（比如喂食器）。如果你把它当作一个专门处理 Cat 的容器来用，是完全没问题的！因为 Cat 肯定是一种 Animal，这个喂食器本来就能处理 Cat。它只是额外还能处理 Dog, Bird 等其他动物。
• 值类型不行：​​ 逆变只对引用类型（像 string, object, 自定义类）有效。像 int, double 这种基础类型不行。
• 位置限制：​​ 逆变类型参数 (in T) 只能出现在接口方法或委托的​​输入位置（参数）​​，不能出现在​​输出位置（返回值）​​。因为你要往里“放”东西（输入），容器需要能接受更宽泛的类型。

2.3 举例

• 场景：​​ 动物园需要雇佣饲养员照顾动物。
• 需求1：​​ 我们需要一个能照顾​​所有动物​​的饲养员 (ICaregiver<Animal>)。
• 需求2：​​ 我们猫舍需要一个专门照顾​​猫​​的饲养员 (ICaregiver<Cat>)。
• 问题：​​ 我们能直接把那个能照顾​​所有动物​​的饲养员 (ICaregiver<Animal>)，派去猫舍当​​专门照顾猫​​的饲养员 (ICaregiver<Cat>) 吗？

void Main()
{
    // 雇佣一个通用饲养员 (能照顾任何动物)
    ICaregiver<Animal> animalCaregiver = new GeneralCaregiver();

    // 猫舍需要一个专门照顾猫的饲养员
    ICaregiver<Cat> catCaregiver;

    // 逆变魔法发生！因为接口用了 `in T`
    // 我们可以把 "能照顾所有动物的饲养员" 当作 "专门照顾猫的饲养员" 来用
    catCaregiver = animalCaregiver; // 赋值成功！

    // 现在让这个饲养员去喂一只猫
    Cat myCat = new Cat();
    catCaregiver.Feed(myCat); // 输出：喂食：Cat
}

class Animal { }
class Cat : Animal { }


// 定义接口：饲养员能照顾某种动物 T
interface ICaregiver<in T>
{
    // 关键：T 只作为输入参数 (喂动物),返回 T 是不允许的！因为 in T 不能用于输出
    // 这是一个方法声明，不是具体实现
    void Feed(T animal);
}

// 实现一个通用饲养员：他能照顾任何动物
class GeneralCaregiver : ICaregiver<Animal>
{
    public void Feed(Animal animal) // 这是具体实现
    {
        Console.WriteLine($"喂食：{animal.GetType().Name}");
    }
}

补充：

in T 在接口中：​​ ICaregiver<in T> 中的 in 表示这个接口是逆变的。T 只能出现在方法参数位置 (Feed(T animal))，不能出现在返回值位置。

​​为什么安全？​​

• 通用饲养员 (animalCaregiver) 的 Feed 方法接受任何 Animal。
• 猫舍需要的饲养员 (catCaregiver) 的 Feed 方法只需要接受 Cat。
• 当我们把 animalCaregiver 当作 catCaregiver 使用时，猫舍让他喂猫 (Cat)。
• 通用饲养员一看：“猫？没问题！猫也是动物 (Cat: Animal)，我本来就能喂任何动物。” 所以他安全地完成了任务。

3. out（泛型修饰符）

3.1 核心概念​

想象一下你有一个箱子（泛型接口或委托），这个箱子设计用来装某种特定类型的东西（类型参数 T），比如“水果”。

• 普通箱子（不变）：​​ 你只能把 完全匹配 的东西放进去或拿出来。一个标着“苹果”的箱子只能装苹果，也只能拿出苹果。
• 协变箱子（out T）：​​ 这个箱子比较特别。它主要（或只能）让你 从里面拿东西出来（用作返回值）。关键点来了：​​你可以把一个装“苹果”的协变箱子，当成一个装“水果”的箱子来用！​​ 为什么？因为你知道从“苹果”箱子里拿出来的肯定是苹果，而苹果 是 一种水果。所以，当你期望一个能提供“水果”的箱子时，一个能提供更具体“苹果”的箱子完全可以满足要求。

​​为什么叫“协变”？​​

• 方向一致：​​ 类型变化的方向（苹果 -> 水果）和赋值/使用的方向（苹果箱 -> 水果箱）是一致的。苹果箱 是 水果箱的一种（更具体的版本）。
• 放宽输入限制：​​ 它允许你在需要“基类”的地方，传入一个“派生类”。

3.2 作用​​

• 用在泛型接口或委托的类型参数前。
• 目的：​​ 让这个接口/委托在类型上更“宽容”。允许把处理 具体类型（如 string）的接口实例，赋值给期望处理 更通用类型（如 object）的变量。
• 条件（限制）：​​
  • 只能输出 (out)：​​ 带有 out 标记的类型参数 T，在接口或委托中，​​只能​​ 出现在方法的 ​​返回值类型​​ 的位置上。它 ​​不能​​ 用作方法的 ​​参数类型​​。
  • ​​为什么？​​ 因为协变保证了你能安全地 获取 T（或它的派生类）。如果允许 T 作为参数传入，你就可能试图把一个基类对象（比如 object）传给一个期望派生类（比如 string）的方法，这会导致类型不安全（运行时错误）。
  • 引用类型：​​ 协变只对引用类型（类、接口、委托、数组）有效。值类型（int, double, struct 等）不支持。

3.3 举例

• 场景：​​ 动物园需要展示动物。
• 需求1：​​ 我们需要一个能提供任何动物的动物供应商（IAnimalSupplier<Animal>）。
• 需求2：​​ 我们有一个专门提供猫的供应商（IAnimalSupplier<Cat>）。
• 问题：​​ 我们能把那个专门提供猫的供应商（IAnimalSupplier<Cat>），当作提供任何动物的供应商（IAnimalSupplier<Animal>）来用吗？

void Main()
{
    // 创建一个专门提供猫的供应商
    IAnimalSupplier<Cat> catSupplier = new CatSupplier();

    // 协变魔法发生！因为接口用了 `out T`
    // 我们可以把"专门提供猫的供应商"当作"提供动物的供应商"使用
    IAnimalSupplier<Animal> animalSupplier = catSupplier;  // 赋值成功！

    // 现在让这个供应商提供一只动物
    Animal animal = animalSupplier.GetAnimal();  // 实际得到一只猫

    Console.WriteLine($"得到动物: {animal.GetType().Name}");  // 输出: 得到动物: Cat
}

class Animal { }
class Cat : Animal { }

// 协变接口：只能返回T类型对象
interface IAnimalSupplier<out T>
{
    T GetAnimal();  // T只能作为返回值
}

// 猫供应商：专门提供猫
class CatSupplier : IAnimalSupplier<Cat>
{
    public Cat GetAnimal() => new Cat();  // 返回一只猫
}

补充：

协变接口 (out T) 不允许 T 作为参数，因为：当把"猫供应商"当作"动物供应商"使用时，如果允许它​​接收动物​​，就可能收到​​不是猫的动物​​（如狗），导致类型不安全！

为什么安全​​：

• 当我们通过动物供应商请求动物时，实际得到的是猫（具体实现）
• 猫​​一定是​​动物（满足父类要求）

学到了这里，咱俩真棒，记得按时吃饭（最近超爱吃番茄意面~）

【本篇结束，新的知识会不定时补充】

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