簡述什么是協變性、逆變性、不變性

泛型委托的可變性

先使用框架定義的泛型委托Func和Action做例子（不了解的請戳）

協變：(string->object)

Func<string> func1 = () => "農碼一生";Func<object> func2 = func1;
逆變：(object->string)
Action<object> func3 = t => { };Action<string> func4 = func3;
上面代碼沒有任何問題。
接著我們自己定義委托試試：
我X，看人不來哦。為什么自定義的委托卻不能協變呢。
我看看系統定義的Func到底和我們自定義的有什么不同：
public delegate TResult Func<out TResult>();
多了一個out，什么鬼:
out keyWord specifies that the type parameter is covariant." color="#ff0000">out：對于泛型類型參數，out 關鍵字指定該類型參數是協變的。 可以在泛型接口和委托中使用 out 關鍵字。（來源）in：對于泛型類型參數，in 關鍵字指定該類型參數是逆變的。 可以在泛型接口和委托中使用 in 關鍵字。（來源）
那么我們可以修改自定義委托：
完美！
那如果我們要實現逆變性呢：
直接逆變是不可行的，我們需要修改泛型類型參數：
我們發現整個委托參數都變了。本來的返回值，改成輸入參數才行。
結論：
in->輸入參數->可逆變（父類到子類的轉變[如 object->string]）out->返回值->可協變（子類到父類的轉變[如 string->object]）
 
假設：如果泛型參數中既存在in又存在out改如何：
delegate Tout MyFunc<in Tin, out Tout>(Tin obj);
MyFunc<object, string> str1 = t => "農碼一生";MyFunc<string, string> str2 = str1;//第一個泛型的逆變（object->string）MyFunc<object, object> str3 = str1;//第二個泛型的協變（string->object）MyFunc<string, object> str4 = str1;//第一個泛型的逆變和第二個泛型的協變
以上都是沒有問題的。 
然后我們看看編譯后的C#代碼：
結論：
所謂的逆變其實只是編譯后進行了強制類型轉換而已。
以上代碼也可以直接寫成：
//delegate Tout MyFunc<in Tin, out Tout>(Tin obj);MyFunc<string, string> str5 = t => "農碼一生";MyFunc<object, object> str6 = t => "農碼一生";MyFunc<string, object> str7 = t => "農碼一生";
泛型接口的可變性
接著看框架默認接口：
協變：(子類->父類)
IEnumerable<string> list = new List<string>();IEnumerable<object> list2 = list;
逆變：（父類-> 子類）
IComparable<object> list3 = null;IComparable<string> list4 = list3;
接下來我們試試自定泛型接口：
首先定義測試類型、接口：
// 人public class People{ }//老師(繼承People[人])public class Teacher : People{ }//運動public interface IMotion<T>{ }//跑步public class Run<T> : IMotion<T>{ }
然后我們測試協變性：
同樣我們需要把接口 interface IMotion<T> 定義為 interface IMotion<out T> 
//運動public interface IMotion<out T>{}
IMotion<Teacher> x = new Run<Teacher>();IMotion<People> y = x;
如果我們要測試逆變性，則需要把 interface IMotion<T> 定義為 interface IMotion<in T> 
//運動public interface IMotion<in T>{}
IMotion<People> x2 = new Run<People>();IMotion<Teacher> y2 = x2;
泛型接口的逆變，編譯后同樣進行了強制轉換：
當然，我們也可以直接寫成：
IMotion<Teacher> y3 = new Run<People>();
不變性
從上面我們知道逆變性的代碼編譯后都會進行強制轉換。假設：那我們不用out、in直接手動強制轉換是否可以？：
// 人public class People { }//老師(繼承People[人])public class Teacher : People { }//運動public interface IMotion<T> { }//跑步public class Run<T> : IMotion<T> { }
//協變IMotion<Teacher> x = new Run<Teacher>();IMotion<People> y = (IMotion<People>)x;//逆變IMotion<People> x2 = new Run<People>();IMotion<Teacher> y2 = (IMotion<Teacher>)x2;IMotion<Teacher> y3 = (IMotion<Teacher>)new Run<People>();
天才的我發現編譯成功了，沒有任何問題！且還可以同時協變、逆變？？不對，真的天才了嗎？我們運行試試：
看來我還是太單純了，如果真的這么容易繞過去，Microsoft又何必去搞個out、in關鍵字。
對于同一個泛型參數，我們既想有協變性又想逆變性，咋辦？答案是不可行。這就會出現第三種情況，既不可以協變又不可以逆變。稱為不變性。
如（我們在IMotion定義兩個方法）：
//運動public interface IMotion<T>{    T Show();    void Match(T t);}
上面我們測試過，代碼直接強制轉換是不能實現協變、逆變的。那么我們只能通過out、in來實現。如果現在我們在泛型參數添加out或in屬性會如何？：
我們發現out和in都不能用。在用out時，有個傳入參數為泛型 void Match(T t) 的方法。使用in時，有個返回參數為泛型 T Show() 的方法。現在就出現了是矛更鋒利，還是盾更堅硬的問題了。
最后結果是：都不能用，既不能協變，也不能逆變。此為不變體。
小知識：
C#4.0之前 IEnumerable<T> 、 IComparable<T> 、 IQueryable<T> 等接口都不支持可變性，在4.0及之后才支持。因為4.0之前定義的泛型接口沒有添加out、in關鍵字，有興趣可以切換版本看看。
延伸思考
為什么in[輸入參數]就只能逆變？分析如下：
// 人public class People { }//老師(繼承People[人])public class Teacher : People{    //薪水    public decimal Salary { get; set; }}//運動public interface IMotion<in T>{    void Match(T t);}//跑步public class Run<T> : IMotion<T>{    public void Match(T t)    {        //假設中間有很多邏輯.....           }}
為什么out[返回值]只能協變？分析如下：
// 人public class People { }//老師(繼承People[人])public class Teacher : People{    //薪水    public decimal Salary { get; set; }}//運動public interface IMotion<out T>{    T Show();    //void Match(T t);}//跑步public class Run<T> : IMotion<T>{    public T Show()    {        return default(T);    }    //public void Match(T t)    //{    //    //假設中間有很多邏輯.....             //}}
這里有兩個關鍵點：
傳入參數（in）是把參數當成父類來用，顯然可以逆變（子類當成父類來用[里氏替換原則]），但是卻不可以把父類當子類來用（如：子類存在有而父類沒有的方法或屬性）。返回值（out）返回值類型用父類來接收，顯然可以協變（父類可以接收一切子類），但卻不可用子類接收父類數據（如：父類代表的對象不能強制轉給子類[string str = (string)objcet]）。
。。。是不是有點越想越頭暈，想不明白就慢慢想。自己動動手。
如果實在想的頭大，就把它當成是烏龜的屁股（龜腚/規定）吧，知道是C#做的一種安全限制！
總結
關于泛型接口、泛型委托的可變性：
協變 -> 比較和諧正常的變化 -> 子類轉父類 [如 string轉object] ->必須有out標識 [返回值]逆變 -> 逆天的變化 -> 父類轉子類 [如object轉string] -> 必須有in標識 [傳入參數]  （父親變兒子，越活越年輕，還不夠逆天嗎？）所謂的逆變，會在編譯后的C#代碼中進行強制類型轉換。示例：
IEnumerable<string> list = new List<string>();  IEnumerable<object> list2 = list; //協變IEnumerable<object> list2 = new List<string>();  //(也可以直接寫成這樣)
IComparable<object> list3 = null;IComparable<string> list4 = list3; //逆變  編譯后 [ IComparable<string> list4 =(IComparable<string>) list3;]
注意：
不支持類的類型參數的可變性只有泛型接口和泛型委托可以擁有可變的類型參數（out、in）可變性只支持引用轉換。（不能用于值類型）類型參數使用了 out 或者 ref 將禁止可變性
 
好了，今天就到這里。沒啥高深的技術知識，主要為理解協變、逆變、不變體等術語和概念。
轉自：http://www.cnblogs.com/zhaopei/p/variability.html