Java 转型问题

Java 转型问题其实并不复杂，只要记住一句话：父类引用指向子类对象。

什么叫父类引用指向子类对象，且听我慢慢道来。

从 2 个名词开始说起：向上转型(upcasting)、向下转型(downcasting)。

举个例子：有2个类，Father 是父类，Son 类继承自 Father。

第 1 个例子：

Father f1 = new Son();   // 这就叫 upcasting （向上转型)
// 现在 f1 引用指向一个Son对象

Son s1 = (Son)f1;   // 这就叫 downcasting (向下转型)
// 现在f1 还是指向 Son对象

第 2 个例子：

Father f2 = new Father();
Son s2 = (Son)f2;       // 出错，子类引用不能指向父类对象

你或许会问，第1个例子中：Son s1 = (Son)f1;问为什么是正确的呢。

很简单因为 f1 指向一个子类对象，Father f1 = new Son();子类 s1 引用当然可以指向子类对象了。

而 f2 被传给了一个 Father 对象，Father f2 = new Father();子类 s2 引用不能指向父类对象。

总结：

1、父类引用指向子类对象，而子类引用不能指向父类对象。

2、把子类对象直接赋给父类引用叫upcasting向上转型，向上转型不用强制转换吗，如：

Father f1 = new Son();

3、把指向子类对象的父类引用赋给子类引用叫向下转型(downcasting)，要强制转换，如：

f1 就是一个指向子类对象的父类引用。把f1赋给子类引用 s1 即Son s1 = (Son)f1;

其中 f1 前面的(Son)必须加上，进行强制转换。

一、向上转型。

通俗地讲即是将子类对象转为父类对象。此处父类对象可以是接口。

1、向上转型中的方法调用：

实例

public class Animal {
  
  public void eat(){
    System.out.println("animal eatting...");
  }
}
class Bird extends Animal{
  
  public void eat(){
    System.out.println("bird eatting...");
  }
  
  public void fly(){
    
    System.out.println("bird flying...");
  }
}
class Main{
  
  public static void main(String[] args) {
    
    Animal b=new Bird(); //向上转型
    b.eat(); 
    //! error: b.fly(); b虽指向子类对象，但此时丢失fly()方法
    dosleep(new Male());
    dosleep(new Female());
  }
  
  public static void dosleep(Human h) {
    h.sleep();
  }
}

实例

public class Human {
  public void sleep() {
    System.out.println("Human sleep..");
  }
}
class Male extends Human {
  @Override
  public void sleep() {
    System.out.println("Male sleep..");
  }
}
class Female extends Human {
  @Override
  public void sleep() {
    System.out.println("Female sleep..");
  }
}

注意这里的向上转型：

Animal b=new Bird(); //向上转型
b.eat();

此处将调用子类的 eat() 方法。原因：b 实际指向的是 Bird 子类，故调用时会调用子类本身的方法。

需要注意的是向上转型时 b 会遗失除与父类对象共有的其他方法。如本例中的 fly 方法不再为 b 所有。

2、向上转型的好处

看上面的代码：

public static void dosleep(Human h) {
    h.sleep();
}

这里以父类为参数，调有时用子类作为参数，就是利用了向上转型。这样使代码变得简洁。不然的话，如果 dosleep 以子类对象为参数，则有多少个子类就需要写多少个函数。这也体现了 JAVA 的抽象编程思想。

二、向下转型。

与向上转型相反，即是把父类对象转为子类对象。

实例

package com.wensefu.other1;
public class Girl {
  public void smile(){
    System.out.println("girl smile()...");
  }
}
class MMGirl extends Girl{
  
  @Override
  public void smile() {
    
    System.out.println("MMirl smile sounds sweet...");
  }
  public void c(){
    System.out.println("MMirl c()...");
  }
}
class Main{
  
  public static void main(String[] args) {
    
    Girl g1=new MMGirl(); //向上转型
    g1.smile();
    
    MMGirl mmg=(MMGirl)g1; //向下转型,编译和运行皆不会出错
    mmg.smile();
    mmg.c();
    
    
    Girl g2=new Girl();
//    MMGirl mmg1=(MMGirl)g2; //不安全的向下转型,编译无错但会运行会出错
//    mmg1.smile();
//    mmg1.c();
/*output:
* CGirl smile sounds sweet...
* CGirl smile sounds sweet...
* CGirl c()...
* Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.wensefu.other1.Girl
* at com.wensefu.other1.Main.main(Girl.java:36)
*/
    if(g2 instanceof MMGirl){
      MMGirl mmg1=(MMGirl)g2; 
      mmg1.smile();
      mmg1.c();
    }
    
  }
}

Girl g1=new MMGirl(); //向上转型
g1.smile();
MMGirl mmg=(MMGirl)g1; //向下转型,编译和运行皆不会出错

这里的向下转型是安全的。因为 g1 指向的是子类对象。

而

Girl g2=new Girl();
MMGirl mmg1=(MMGirl)g2; //不安全的向下转型,编译无错但会运行会出错

运行出错：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.wensefu.other1.Girl
    at com.wensefu.other1.Main.main(Girl.java:36)

如代码所示，可以通过 instanceof 来防止出现异常。