Использование дисперсии в делегатах (C#)

2025-07-03

При назначении метода делегату ковариация и контравариантность обеспечивают гибкость сопоставления типа делегата с сигнатурой метода. Ковариация позволяет методу иметь тип возвращаемого значения, который является более производным, чем определенный в делегате. Контравариантность допускает использование метода, параметры которого имеют типы, менее производные, чем типы в делегате.

Пример 1. Ковариация

Описание

В этом примере показано, как делегаты могут использоваться с методами, имеющими типы возвращаемых данных, производные от возвращаемого типа в сигнатуре делегата. Тип данных, возвращаемый DogsHandler, имеет тип Dogs, который является производным от типа Mammals, определенного в делегате.

Код

class Mammals {}  
class Dogs : Mammals {}  
  
class Program  
{  
    // Define the delegate.  
    public delegate Mammals HandlerMethod();  
  
    public static Mammals MammalsHandler()  
    {  
        return null;  
    }  
  
    public static Dogs DogsHandler()  
    {  
        return null;  
    }  
  
    static void Test()  
    {  
        HandlerMethod handlerMammals = MammalsHandler;  
  
        // Covariance enables this assignment.  
        HandlerMethod handlerDogs = DogsHandler;  
    }  
}

Пример 2. Контравариантность

Описание

В этом примере показано, как делегаты могут использоваться с методами, имеющими параметры, типы которых являются базовыми типами типа параметра подписи делегата. С помощью контравариантности можно использовать один обработчик событий вместо отдельных обработчиков. В следующем примере используется два делегата:

Настраиваемый KeyEventHandler делегат, определяющий сигнатуру ключевого события. Его подпись:
```
public delegate void KeyEventHandler(object sender, KeyEventArgs e)
```
Настраиваемый MouseEventHandler делегат, определяющий сигнатуру события мыши. Его подпись:
```
public delegate void MouseEventHandler(object sender, MouseEventArgs e)
```

В примере определяется обработчик событий с параметром EventArgs и используется для обработки событий ключа и мыши. Это работает, так как EventArgs это базовый тип пользовательских KeyEventArgs и MouseEventArgs классов, определенных в примере. Контравариантность позволяет методу, который принимает параметр базового типа, быть использованным для событий, предоставляющих параметры производного типа.

Как работает контравариантность в этом примере

При подписке на событие компилятор проверяет, совместим ли метод обработчика событий с подписью делегата события. С контравариантностью:

Событие KeyDown ожидает метод, который принимает KeyEventArgs.
Событие MouseClick ожидает метод, который принимает MouseEventArgs.
Метод MultiHandler принимает базовый тип EventArgs.
Поскольку KeyEventArgs и MouseEventArgs оба наследуют от EventArgs, их можно безопасно передать в метод, ожидающий EventArgs.
Компилятор разрешает это назначение, так как оно безопасно — MultiHandler может работать с любым EventArgs экземпляром.

Это контравариантность в действии: можно использовать метод с параметром "менее конкретный" (базовый тип), где ожидается параметр "более конкретный" (производный тип).

Код

// Custom EventArgs classes to demonstrate the hierarchy
public class KeyEventArgs(string keyCode) : EventArgs
{
    public string KeyCode { get; set; } = keyCode;
}

public class MouseEventArgs(int x, int y) : EventArgs  
{
    public int X { get; set; } = x;
    public int Y { get; set; } = y;
}

// Define delegate types that match the Windows Forms pattern
public delegate void KeyEventHandler(object sender, KeyEventArgs e);
public delegate void MouseEventHandler(object sender, MouseEventArgs e);

// A simple class that demonstrates contravariance with events
public class Button
{
    // Events that expect specific EventArgs-derived types
    public event KeyEventHandler? KeyDown;
    public event MouseEventHandler? MouseClick;

    // Method to simulate key press
    public void SimulateKeyPress(string key)
    {
        Console.WriteLine($"Simulating key press: {key}");
        KeyDown?.Invoke(this, new KeyEventArgs(key));
    }

    // Method to simulate mouse click  
    public void SimulateMouseClick(int x, int y)
    {
        Console.WriteLine($"Simulating mouse click at ({x}, {y})");
        MouseClick?.Invoke(this, new MouseEventArgs(x, y));
    }
}

public class Form1
{
    private Button button1;

    public Form1()
    {
        button1 = new Button();
        
        // Event handler that accepts a parameter of the base EventArgs type.
        // This method can handle events that expect more specific EventArgs-derived types
        // due to contravariance in delegate parameters.
        
        // You can use a method that has an EventArgs parameter,
        // although the KeyDown event expects the KeyEventArgs parameter.
        button1.KeyDown += MultiHandler;

        // You can use the same method for an event that expects 
        // the MouseEventArgs parameter.
        button1.MouseClick += MultiHandler;
    }

    // Event handler that accepts a parameter of the base EventArgs type.
    // This works for both KeyDown and MouseClick events because:
    // - KeyDown expects KeyEventHandler(object sender, KeyEventArgs e)
    // - MouseClick expects MouseEventHandler(object sender, MouseEventArgs e)  
    // - Both KeyEventArgs and MouseEventArgs derive from EventArgs
    // - Contravariance allows a method with a base type parameter (EventArgs)
    //   to be used where a derived type parameter is expected
    private void MultiHandler(object sender, EventArgs e)
    {
        Console.WriteLine($"MultiHandler called at: {DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}");
        
        // You can check the actual type of the event args if needed
        switch (e)
        {
            case KeyEventArgs keyArgs:
                Console.WriteLine($"  - Key event: {keyArgs.KeyCode}");
                break;
            case MouseEventArgs mouseArgs:
                Console.WriteLine($"  - Mouse event: ({mouseArgs.X}, {mouseArgs.Y})");
                break;
            default:
                Console.WriteLine($"  - Generic event: {e.GetType().Name}");
                break;
        }
    }

    public void DemonstrateEvents()
    {
        Console.WriteLine("Demonstrating contravariance in event handlers:");
        Console.WriteLine("Same MultiHandler method handles both events!\n");
        
        button1.SimulateKeyPress("Enter");
        button1.SimulateMouseClick(100, 200);
        button1.SimulateKeyPress("Escape");
        button1.SimulateMouseClick(50, 75);
    }
}

Ключевые моменты о контравариантности

// Demonstration of how contravariance works with delegates:
// 
// 1. KeyDown event signature: KeyEventHandler(object sender, KeyEventArgs e)
//    where KeyEventArgs derives from EventArgs
//
// 2. MouseClick event signature: MouseEventHandler(object sender, MouseEventArgs e)  
//    where MouseEventArgs derives from EventArgs
//
// 3. Our MultiHandler method signature: MultiHandler(object sender, EventArgs e)
//
// 4. Contravariance allows us to use MultiHandler (which expects EventArgs)
//    for events that provide more specific types (KeyEventArgs, MouseEventArgs)
//    because the more specific types can be safely treated as their base type.
//
// This is safe because:
// - The MultiHandler only uses members available on the base EventArgs type
// - KeyEventArgs and MouseEventArgs can be implicitly converted to EventArgs
// - The compiler knows that any EventArgs-derived type can be passed safely

При запуске этого примера вы увидите, что один и тот же MultiHandler метод успешно обрабатывает события ключа и мыши, демонстрируя, как контравариантность обеспечивает более гибкий и многократно используемый код обработки событий.

Поделиться через

Использование дисперсии в делегатах (C#)

Пример 1. Ковариация

Описание

Код

Пример 2. Контравариантность

Описание

Как работает контравариантность в этом примере

Код

Ключевые моменты о контравариантности

См. также

Обратная связь

Дополнительные ресурсы