C# 汎用ジェネリック・デリゲートの共変性と反変性

.NET Framework 3.5以降、デリゲートでも変性がサポートされています。つまりメソッドのパラメータや戻り値で派生型（共変）や基本型（反変）との互換性がサポートされます。ここではFunc 汎用デリゲートにおける共変性と Action 汎用デリゲートの反変性についてまとめます。

サンプルコードの前提
汎用デリゲートの共変性
汎用デリゲートの反変性
参照

サンプルコードの前提

Cat型はAnimal型を継承しており、CatはAnimalに代入可能、暗黙でキャストされます。

Cat <: Animal

    class Animal { public void DoSomething() { /****/ }  }
    class Cat : Animal { }

汎用デリゲートの共変性

汎用ジェネリックデリゲート Funcでは戻り値の互換性が共変性を持っています。

    static void Main(string[] args)
    {
        Cat GetCat(string name) { return new Cat(name); }
        Func<string, Animal> fAnimal = GetCat;
        Cat cat = GetCat("Chatra");
        cat.WriteLine();
        //
        Func<string, Cat> FCat = GetCat;
    }

fAnimalの宣言は、Func<string, Animal>となっており、Animalを戻り値として想定していますが、Catを戻り値の型とするメソッドGetCatを代入できます。

Func<Cat> >: Func<Animal>

汎用のジェネリック・デリゲートFuncの定義はTResult Func<in T, out TResult>(T arg) となっており、戻り値TResultがout指定のため共変性を持つことができます。

汎用デリゲートの反変性

汎用ジェネリックActionでは、引数パラメーターの互換性が反変性を持ちます。

    class Animal { public void DoSomething() { /****/ }  }
    class Cat : Animal { }

    static void Main(string[] args)
    {
        void SetAnimal(Animal a) { a.DoSomething(); }
        Action<Cat> actToCat = SetAnimal;

        Action<Animal> actToAnimal = (a) => a.DoSomething();
        actToCat = actToAnimal;
        //
        actToCat(new Cat());
    }

actToCatの宣言はAction<Cat>となっており、引数にクラスCatを想定していますが、クラスAnimalを引数として定義されたメソッドSetAnimalを代入できます。

また、actToCatに対して、Action<Animal>型を宣言したactToAnimalを直接代入することもできます。

型パラメータである Cat <: Animal に対して反変性を持ちます。Action<Animal> <: Action<Cat>