C# 4.0 泛型協變與逆變深度解析（四）：陣列與泛型集合的差異

陣列的不安全協變性

陣列為可變且具協變性：D[] 可傳給參數為 B[] 的方法（D : B）。但方法內若寫入 D2（同樣繼承 B），執行期會拋 ArrayTypeMismatchException。

D[] array = new D[10]; // 填入 D 實例
DestroyCollection(array); // 參數為 B[]

void DestroyCollection(B[] storage)
{
    for (int i = 0; i < storage.Length; i++) storage[i] = new D2(); // 執行期錯誤
}

泛型集合的不變性

.NET 2.0+ 泛型集合（List<T>、IEnumerable<T> 等）為不可變：IEnumerable<D> 無法隱性轉為 IEnumerable<B>，編譯期即報錯，避免上述執行期錯誤。

IEnumerable<int> items = Enumerable.Range(1, 50);
WriteItems(items); // CS1502/CS1503 編譯錯誤

void WriteItems(IEnumerable<object> seq) { ... }

C# 4.0 的解決方案：in / out 關鍵字

• out T（協變）：用於輸出位置（如 IEnumerable<out T>），允許 IEnumerable<D> → IEnumerable<B>。
• in T（逆變）：用於輸入位置（如 IComparer<in T>），允許 IComparer<B> → IComparer<D>。
• 僅適用於介面與委派的型別參數，類別不支援。

總結

陣列協變性源自早期設計，保留相容性但不安全；泛型集合採不變性確保型別安全。C# 4.0 引入變異數註記，讓介面設計者明確宣告協變/逆變意圖，兼顧彈性與安全。