将基类列表转换为派生类列表 - 可能吗？

Question

我的同事告诉我，可以将 List<BaseClass> 转换为 List<DerivedClass>（他们没有向我展示工作示例）。我认为不可能将父类转换为子类（但我知道可以反过来做）。我已经看到几个相关的问题，人们说它不能完成，人们说它可以 - 没有一个提议的解决方案对我有用。我总是得到一个：

System.InvalidCastException.
Unable to cast object of type 'BaseClass' to 'ChildClass'

这绝对可能吗？如果是这样，我做错了什么？这是我的代码（为本问题的目的进行了简化）：

父类：

public class ParentClass
{
    public string Name = "";
}

儿童班：

public class ChildClass: ParentClass
{
    public string Date = "";
}

转换：

List<ParentClass> parentList = ServiceApi.GetParentClassList().ToList();
List<ChildClass> childList = parentList.Cast<ChildClass>().ToList();

我的实际代码要复杂得多，但应该适用相同的原则。

Answer 1

从某种意义上说，你们俩都是对的。

假设您有Animal、Cat（继承Animal）和Dog（继承Animal）类型。 List<Animal> 可以同时包含 Cats 和 Dogs，但 List<Dog> 不能包含 Cats。如果您有一个包含 Cat 和 Dog 对象的 List<Animal>，那么您所做的任何事情都不会让您生成包含原始列表中所有内容的 List<Dog>。

所以从这个意义上说，你是对的，你不能从 List<ParentClass> 产生 List<DerivedClass>。

但有时，作为程序员，您拥有编译器无法获得的有关如何使用对象的信息。如果（且仅当）你可以知道一个特定的List<Animal> 实例只包含Dog 对象，你总是可以这样写：

List<Dog> dogList = myAnimalListWithOnlyDogs.Cast<Dog>().ToList();

再次重申：这仅在您可以保证列表实例中的每个对象都可以转换为 Dog 对象时才有效。如果 Cat 对象以某种方式进入您的列表，您将在运行时遇到异常。尽管如此，这样的代码并不少见。

从这个意义上说，这位同事是对的。当涉及到真正的工作代码时，人们无论如何都会这样做，效果很好，并且可以很好地摆脱它，尽管纯粹主义者可能会争辩说这是一种代码味道，表明需要使用组合而不是继承。

此外，List<Animal> 实例可能同时包含 Cat 和 Dog 对象，而您只关心 Dog 对象。在这种情况下，您可以这样做：

List<Dog> dogList = myAnimalList.OfType<Dog>().ToList();

这种模式在使用 WinForms 控件时特别常见。

在上述两个示例中，您都在使用新序列。在新序列中添加或删除对象不会改变原始序列。从这个意义上说，您没有将原件转换为创建替代件。但是，该序列包含相同的对象，因此在新序列中编辑 Dog 对象的属性将更改原始对象中的该对象，因为它是相同的对象实例。

Answer 2

Cast<T> 方法将强制转换操作应用于输入序列的所有元素。仅当您可以对序列的每个元素执行以下操作而不会导致异常时，它才有效：

ParentClass p = ...
ChildClass c = (ChildClass)p;

除非为p 分配了ChildClass 或其子类之一的实例，否则这将不起作用。在您的情况下，从服务器 API 返回的数据似乎包含 ParentClass 或其子类之一而不是 ChildClass 的对象。

您可以通过构造ChildClass 实例来解决此问题，假设您从服务器获得了足够的信息：

List<ChildClass> childList = parentList
    .Select(parent => new ChildClass(parent.Name, ... /* the remaining fields */))
    .ToList();

Answer 3

如果您愿意丢失施法失败的物品，您可以使用OfType() 方法只返回施法成功的物品。

var children = parentList.OfType<ChildClass>().ToList();

Answer 4

未经测试，但这应该可以工作：

List<ParentClass> parentList = ServiceApi.GetParentClassList().ToList();
List<ChildClass> childList = parentList
    .Where(x => x is ChildClass)
    .Select(x => x as ChildClass)
    .ToList();

您也可以使用 cmets 中提到的 OfType：

List<ChildClass> childList = parentList
    .OfType<ChildClass>()
    .ToList();

查看这个 .NET Fiddle：https://dotnetfiddle.net/gDsNKi