无法将泛型ViewModel绑定到UserControl的技术问题求助

我制作了一个可嵌入应用内任意页面的Toolbar UserControl，代码如下：

public sealed partial class Toolbar : UserControl
{
    public static readonly DependencyProperty ViewModelProperty = DependencyProperty.Register(nameof(ViewModel), typeof(ViewModelBase_Toolbar<object>), typeof(Toolbar), new PropertyMetadata(null));
    public ViewModelBase_Toolbar<object> ViewModel
    {
        get => (ViewModelBase_Toolbar<object>)GetValue(ViewModelProperty);
        set => SetValue(ViewModelProperty, value);
    }
 
    public Toolbar()
    {
        this.InitializeComponent();
    }
}

为让不同应用能自定义增改按钮功能，我将当前应用的ViewModel作为依赖属性传入。以下是基类ViewModel及自定义ViewModel示例：

public abstract class ViewModelBase_Toolbar<T> : BindableBase where T : new()
{        
    public virtual void Add()
    {
        // Base functionality
    }
}

public class UsersViewModel : ViewModelBase_Toolbar<User>
{
    public virtual void Add()
    {
        // Customized Functionality
    }        
}

尝试将UsersViewModel绑定到Toolbar时，出现编译错误：

Error WMC1121 Invalid binding assignment : Cannot directly bind type 'App.ViewModels.UsersViewModel' to 'App.ViewModels.ViewModelBase_Toolbar(System.Object)'. Use a cast, converter or function binding to change the type

目前仅通过将Toolbar的依赖属性改为接收ViewModelBase_Toolbar<App.Models.User>才能正常工作，请问是否有更优方案实现完全动态的Toolbar控件？

1. 引入非泛型基类（推荐方案） #

创建一个非泛型的抽象基类，让泛型ViewModelBase_Toolbar<T>继承它，Toolbar的依赖属性直接声明为这个非泛型类型，彻底解决泛型类型不匹配问题：

// 新增非泛型基类，定义Toolbar需要调用的公共方法
public abstract class ViewModelBase_Toolbar : BindableBase
{
    public abstract void Add();
}

// 修改泛型基类继承自非泛型基类
public abstract class ViewModelBase_Toolbar<T> : ViewModelBase_Toolbar where T : new()
{        
    public override void Add()
    {
        // Base functionality
    }
}

// 更新Toolbar的依赖属性类型
public sealed partial class Toolbar : UserControl
{
    public static readonly DependencyProperty ViewModelProperty = DependencyProperty.Register(nameof(ViewModel), typeof(ViewModelBase_Toolbar), typeof(Toolbar), new PropertyMetadata(null));
    public ViewModelBase_Toolbar ViewModel
    {
        get => (ViewModelBase_Toolbar)GetValue(ViewModelProperty);
        set => SetValue(ViewModelProperty, value);
    }
 
    public Toolbar()
    {
        this.InitializeComponent();
    }
}

所有自定义ViewModel（如UsersViewModel）都会间接继承非泛型基类，绑定过程不再有类型兼容问题，同时保留了泛型基类对实体类型的约束能力。

2. 利用泛型协变（接口方案） #

如果允许将基类改为接口，可以借助C#泛型协变特性实现类型兼容：

// 声明协变接口（使用out关键字）
public interface IViewModelToolbar<out T> : INotifyPropertyChanged
{
    void Add();
}

// 泛型基类实现协变接口
public abstract class ViewModelBase_Toolbar<T> : BindableBase, IViewModelToolbar<T> where T : new()
{        
    public virtual void Add()
    {
        // Base functionality
    }
}

// 更新Toolbar依赖属性为协变接口类型
public sealed partial class Toolbar : UserControl
{
    public static readonly DependencyProperty ViewModelProperty = DependencyProperty.Register(nameof(ViewModel), typeof(IViewModelToolbar<object>), typeof(Toolbar), new PropertyMetadata(null));
    public IViewModelToolbar<object> ViewModel
    {
        get => (IViewModelToolbar<object>)GetValue(ViewModelProperty);
        set => SetValue(ViewModelProperty, value);
    }
 
    public Toolbar()
    {
        this.InitializeComponent();
    }
}

协变接口允许IViewModelToolbar<User>隐式转换为IViewModelToolbar<object>，绑定UsersViewModel时就不会触发编译错误。

3. 使用值转换器（临时兼容方案） #

如果不想修改现有基类结构，可以通过值转换器绕过编译时的类型检查：

public class ToolbarViewModelConverter : IValueConverter
{
    public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
    {
        return value;
    }

    public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

在XAML中引用并使用转换器：

<Page.Resources>
    <local:ToolbarViewModelConverter x:Key="ToolbarVmConverter"/>
</Page.Resources>

<local:Toolbar ViewModel="{Binding UsersVm, Converter={StaticResource ToolbarVmConverter}}"/>

这个方案属于临时兼容手段，仅绕过编译检查，没有从根本上解决类型兼容问题，适合快速调试场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bloody Solomon