为何C# 11编译器拒绝可赋值的泛型参数作为泛型类型实参？

先看简化后的代码场景：

public interface IAnimal { }

public interface IAnimalOperationResult<out TAnimal> where TAnimal : IAnimal { }

public record DefaultSuccessfulResult<TAnimal>() : IAnimalOperationResult<TAnimal> where TAnimal : IAnimal;

public abstract class AnimalHandler<TAnimal, TSuccessfulAnimalOperationResult> 
    where TAnimal : IAnimal
    where TSuccessfulAnimalOperationResult : IAnimalOperationResult<IAnimal> { }

// 编译器报错CS0311：不存在从DefaultSuccessfulResult<TAnimal>到IAnimalOperationResult<IAnimal>的隐式转换
public class AnimalHandlerWithDefaultSuccessfulResult<TAnimal> : AnimalHandler<TAnimal, DefaultSuccessfulResult<TAnimal>>
    where TAnimal : IAnimal { }

但下面的代码却能正常编译，说明转换逻辑上是成立的：

public record Dog() : IAnimal;

[Fact]
public void CanAssignValues()
{
    DefaultSuccessfulResult<Dog> source = new();
    // 此处直接赋值成功，说明转换存在
    IAnimalOperationResult<IAnimal> target = source;
}

问题核心：开放构造类型 vs 封闭构造类型 #

编译器在检查泛型类的继承约束时，处理的是开放构造类型——也就是TAnimal还只是一个未绑定的类型参数，虽然它有where TAnimal : IAnimal的约束，但编译器不会在约束检查阶段推导协变转换。

具体来说：

• 对于AnimalHandlerWithDefaultSuccessfulResult<TAnimal>，基类要求TSuccessfulAnimalOperationResult必须直接实现IAnimalOperationResult<IAnimal>，但DefaultSuccessfulResult<TAnimal>实现的是IAnimalOperationResult<TAnimal>。此时TAnimal是一个变量，编译器不会主动将IAnimalOperationResult<TAnimal>协变转换为IAnimalOperationResult<IAnimal>来满足约束——约束检查只看直接的类型实现关系，不做协变推导。
• 而在CanAssignValues方法中，DefaultSuccessfulResult<Dog>是封闭构造类型，Dog是具体的IAnimal实现类，此时编译器可以明确应用协变规则：因为IAnimalOperationResult<out T>是协变接口，所以IAnimalOperationResult<Dog>可以隐式转换为IAnimalOperationResult<IAnimal>。

解决方法 #

调整基类AnimalHandler的约束，让TSuccessfulAnimalOperationResult的约束与TAnimal关联，而不是直接绑定到IAnimal：

public abstract class AnimalHandler<TAnimal, TSuccessfulAnimalOperationResult> 
    where TAnimal : IAnimal
    where TSuccessfulAnimalOperationResult : IAnimalOperationResult<TAnimal> { }

这样DefaultSuccessfulResult<TAnimal>就能直接满足约束，同时如果需要将TSuccessfulAnimalOperationResult转换为IAnimalOperationResult<IAnimal>，可以在基类内部利用协变特性完成转换，因为TAnimal是IAnimal的子类型，协变接口允许这种转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rodolfo Grave