为什么ToList <Interface>不适用于值类型？

Question

如果我为值类型实现接口并尝试将其转换为List的接口类型,为什么这会导致错误,而引用类型转换得很好？

这是错误:

无法将实例参数类型转换 System.Collections.Generic.List<MyValueType>为 System.Collections.Generic.IEnumerable<MyInterfaceType>

我必须明确地使用该Cast<T>方法来转换它,为什么？因为IEnumerable是通过集合的只读枚举,所以对我来说没有任何意义,它不能直接转换.

以下是演示此问题的示例代码:

    public interface I{}

    public class T : I{}

    public struct V: I{}

    public void test()
    {
        var listT = new List<T>();
        var listV = new List<V>();

        var listIT = listT.ToList<I>();     //OK
        var listIV = listV.ToList<I>();     //FAILS to compile, why?

        var listIV2 = listV.Cast<I>().ToList(); //OK

    }

Answer 1

方差(协方差或逆变)不适用于值类型,仅适用于引用类型:

差异仅适用于参考类型; 如果为变量类型参数指定值类型,则该类型参数对于生成的构造类型是不变的.(MSDN)

引用类型变量中包含的值是引用(例如,地址),数据地址具有相同的大小并以相同的方式解释,而不会对其位模式进行任何必要的更改.

相反,值类型变量中包含的值不具有相同的大小或相同的语义.使用它们作为引用类型需要装箱和装箱需要编译器发出特定于类型的指令.编译器为任何可能类型的值类型发出装箱指令是不实际或有效的(有时可能甚至不可能),因此完全不允许方差.

基本上,由于从变量到实际数据的额外的间接(引用)层,方差是实用的.因为值类型缺少间接层,所以它们缺乏方差能力.

将上述内容与LINQ操作的工作方式结合起来:

一个Cast操作upcasts/box所有元素(通过非泛型访问它们IEnumerable,正如你所指出的那样),然后验证序列中的所有元素是否可以成功地转换/取消装箱到提供的类型,然后完成.该ToList操作枚举序列并从该枚举返回一个列表.

每个人都有自己的工作.如果(比如说)ToList完成了两者的工作,那么它将具有两者的性能开销,这对于大多数其他情况是不期望的.