T < U
T > U
T = U
T 和 U 无关

比如
Animal和
Cat两个类型，
Cat是
Animal的子类，那我们就记为
Animal > Cat或
Cat < Animal，可以理解为，
Animal表示所有的动物，而
Cat只表示”猫”，
Animal可以表示的范围比
Cat更广，所以
Animal > Cat。现在假设我们分别在 T 和 U 上应用一个操作，我们用 f 函数来表示这个操作，即应用了 f 以后，T 和 U 对应地变成 f(T) 和 f(U)。

协变：T < U，应用 f 操作后，f(T) < f(U)

逆变：T < U，应用 f 操作后，f(T) > f(U）


这可能有点抽象（但很重要，是后续内容的基础），我们举一个 C# 数组的例子。

数组上的协变：
Cat < Animal，所以 Cat[] < Animal[]

我们都知道，在 C# 中，如果
Cat是
Animal的子类，即
Cat < Animal，那下面的语法是合法的：

Cat cat = ...;

Animal animal = cat;

T obj = ...;

U u = obj;

Cat[] cats = new[] { new Cat { Name = "Kitty" } };

Animal[] animals = cats;

上面的代码可以编译通过，也可以正常的跑起来。这就是 C# 1.0 在数组上对协变的支持。

Cat[] cats = new[] { new Cat { Name = "Kitty" } };

// 将 Cat 数组赋值给 Animal 数组

Animal[] animals = cats;

// 修改 Animal 数组的第一个元素

animals[0] = new Tiger { Name = "Tiger Lei" };

上面的代码是可以通过编译的，但是运行时，会抛出一个 
System.ArrayTypeMismatchException 的异常。在对数组的协变性的支持上，C#编译器团队曾经是有过
争议的，但是由于其它一些原因，还是加上了。

Action<Cat> miao = cat => cat.Miao();


Action<Animal> action = miao; action(new Tiger());

如果支持
Action<>上的协变，则上面的代码可以通过编译，但很明显，最后一行在执行时会抛出一个运行时的异常，因为
Tiger虽然长得有那么点像猫，但人家可不会
Miao的叫啊。所以，C# 是不会允许这种情况发生的，所以上面的代码在实际中会编译错误（不管是哪个版本的编译器）。

Action<Animal> sayHello = { it => Console.WriteLine(it.Name); };

Action<Cat> catSayHello = sayHello; catSayHello(new Cat());

sayHello这个委托永远都只会调用
Animal上的属性和方法，而我们永远都只会向
catSayHello传入
Cat或
Cat的子类。
sayHello既然可以处理
Animal，那一定可以处理
Cat，所以，上面的代码是类型安全的，也就是说，
Action<>上的逆变是类型安全的。

例如：

public interface IEnumerator<T>
{
    T Current { get; }
}

public interface IEnumerable<T>
{
    IEnumerator<T> GetEnumerator();
}

public delegate TResult Func<TResult>();

IEnumerator<T>、
IEnumerable<T>和
Func<T>中的T，都是处于”输出”的位置，所以
T是可以支持类型安全的协变的，我们可以试一下，已知
Cat < Animal，若支持
IEnumerable<>操作上的协变，则
IEnumerable<Cat> < IEnumerable<Animal>，那按照”小的”可以赋值给”大的”的原则：

IEnumerable<Cat> cats = ...;


IEnumerable<Animal> animals = cats;

同样对，对于
Func<T>，已知
Cat < Animal，那
Func<Cat> < Func<Animal>，因此：

Func<Cat> findCat = () => new Cat();

Func<Animal> findAnimal = findCat;

Animal animal = findAnimal();

例如：

public interface IComparer<T>
{
    int Compare(T x, T y);
}

public delegate void Action<T>(T obj);

IComparer<T>和Action<T>中的T都是处于输入的位置，所以它们的逆变性都是类型安全的。我们可以试一下，已知Cat < Animal，若支持IComparer<>操作上的逆变，则有IComparer<Cat> > IComparer<Animal>，也就意味着下面的代码是合法的：

IComparer<Animal> animalComparer = ...;

IComparer<Cat> catComparer = animalComparer;

catComparer(new Cat(), new Cat());

animalComparer可以处理任意的动物 (Animal)，而我们只可能向catComparer传入Cat或Cat的子类，既然animalComparer可以处理任意的动物，那当然就可以处理任意的猫了，所以上面的代码是类型安全的。Action<>前面已举过例子，不再重复。

因此，我们可以得到一个大致的结论，如果泛型参数处于输出的位置，那它就可以支持类型安全的协变，若泛型参数处于输入的位置，就可以支持类型安全的逆变（不完全正确，后面再细说），这也就是为什么 C# 用out来表示对应的泛型参数支持协变，而用in来表示对应的泛型参数支持逆变。out和in显然比协变和逆变这样的术语来得通俗易懂，所以这也是 C# 设计团队的聪明之处。

如果说上面的内容都很好理解，那接下来的这个例子也许就会让人抓狂了。

前面说过，当泛型参数处于”输入”的位置时，它的逆变是类型安全的，这时只要在相应的泛型参数前加个in关键字，就可以让它支持逆变，C# 编译器就不会为难我们，但C# 编译器真的这么仁慈吗？

public interface IFoo<in T> { }

public interface IBar<in T>
{
    void Method(IFoo<T> foo);
}

在IBar<T>中，T 是处于输入的位置，所以上面的代码理应会在 C# 4.0 的编译器下编译通过，但事实上，我们会得到一个编译错误。好吧，和前一节讲的不一样，这是为什么？要怎么做才能让它编译过过？

为简化问题，我们用X来代指 IFoo<T>，用X'来代指 IFoo<T'>（'没有特殊含义，如果不觉得太多字母迷乱双眼的话，也可以用Y啊A啊什么的），即：

X  = IFoo<T>

X' = IFoo<T'>

public interface IFoo<in T> { }

public interface IBar<? T>
{
    void Method(X foo);
}

对于
IBar来说，泛型参数
X处于输入的位置，这和上一节中提到的
IComparer<X>的情形是一样的，所以对于
X来说，是可以支持类型安全的逆变的（注意，是
X，不是
T）。根据
X的逆变性：

我们下面只取第一种情况进行推导（两种情形可推出一致的结论）：

接下来是见证奇迹的时刻，把上面推导过程的第[3]和第[7]行留下，其它的全部抹掉，就变成：

看到了吗？要让
IBar<X> < IBar<X'>成立，
T < T'必须成立，也就意味着，如果把
T作为
IBar的泛型参数，那
T只能支持类型安全的协变，而我们一开始的代码中，
IBar<T>中的
T被标记为
in（要求支持逆变），当然编译器就不答应了，如果我们把它改成
out（要求支持协变），那编译器就没有意见了，因为根据前面的推导，这样是类型安全的。

public interface IFoo<in T> { }

public interface IBar<out T>
{
    void Method(IFoo<T> foo);
}

当然，每次这么推导也是很痛苦的，但是我们可以记住，把
T直接作为输入参数时，那它就可以支持逆变，但如果
T上被套了另一个操作，比如
IFoo<T>，那可变性就会被扭转。所以，上面代码中的
in和
out互调位置后也可以编译通过。不过这对于方法返回值则不会有这种”扭转“。