Java 轉型(向上或向下轉型)詳解及簡單實例
在Java編程中經常碰到類型轉換，對象類型轉換主要包括向上轉型和向下轉型。
向上轉型
我們在現實中常常這樣說：這個人會唱歌。在這里，我們并不關心這個人是黑人還是白人，是成人還是小孩，也就是說我們更傾向于使用抽象概念“人”。再例如，麻雀是鳥類的一種（鳥類的子類），而鳥類則是動物中的一種（動物的子類）。我們現實中也經常這樣說：麻雀是鳥。這兩種說法實際上就是所謂的向上轉型，通俗地說就是子類轉型成父類。這也符合Java提倡的面向抽象編程思想。來看下面的代碼：
package a.b;
public class A {
public void a1() {
System.out.println("Superclass");
}
}
A的子類B：
package a.b;
public class B extends A {
public void a1() {
System.out.println("Childrenclass"); //覆蓋父類方法
}
public void b1(){} //B類定義了自己的新方法
}
C類：
package a.b;
public class C {
public static void main(String[] args) {
A a = new B(); //向上轉型
a.a1();
}
}
如果運行C，輸出的是Superclass 還是Childrenclass？不是你原來預期的Superclass，而是Childrenclass。這是因為a實際上指向的是一個子類對象。當然，你不用擔心，Java虛擬機會自動準確地識別出究竟該調用哪個具體的方法。不過，由于向上轉型，a對象會遺失和父類不同的方法，例如b1()。有人可能會提出疑問：這不是多此一舉嗎？我們完全可以這樣寫：
B a = new B(); a.a1();
確實如此！但這樣就喪失了面向抽象的編程特色，降低了可擴展性。其實，不僅僅如此，向上轉型還可以減輕編程工作量。來看下面的顯示器類Monitor：
package a.b;
public class Monitor{
public void displayText() {}
public void displayGraphics() {}
}
液晶顯示器類LCDMonitor是Monitor的子類：
package a.b;
public class LCDMonitor extends Monitor {
public void displayText() {
System.out.println("LCD display text");
}
public void displayGraphics() {
System.out.println("LCD display graphics");
}
}
陰極射線管顯示器類CRTMonitor自然也是Monitor的子類：
package a.b;
public class CRTMonitor extends Monitor {
public void displayText() {
System.out.println("CRT display text");
}
public void displayGraphics() {
System.out.println("CRT display graphics");
}
}
等離子顯示器PlasmaMonitor也是Monitor的子類：
package a.b;
public class PlasmaMonitor extends Monitor {
public void displayText() {
System.out.println("Plasma display text");
}
public void displayGraphics() {
System.out.println("Plasma display graphics");
}
}
現在有一個MyMonitor類。假設沒有向上轉型，MyMonitor類代碼如下：
package a.b;
public class MyMonitor {
public static void main(String[] args) {
run(new LCDMonitor());
run(new CRTMonitor());
run(new PlasmaMonitor());
}
public static void run(LCDMonitor monitor) {
monitor.displayText();
monitor.displayGraphics();
}
public static void run(CRTMonitor monitor) {
monitor.displayText();
monitor.displayGraphics();
}
public static void run(PlasmaMonitor monitor) {
monitor.displayText();
monitor.displayGraphics();
}
}
可能你已經意識到上述代碼有很多重復代碼，而且也不易維護。有了向上轉型，代碼可以更為簡潔：
package a.b;
public class MyMonitor {
public static void main(String[] args) {
run(new LCDMonitor()); //向上轉型
run(new CRTMonitor()); //向上轉型
run(new PlasmaMonitor()); //向上轉型
}
public static void run(Monitor monitor) { //父類實例作為參數
monitor.displayText();
monitor.displayGraphics();
}
}
我們也可以采用接口的方式，例如：
package a.b;
public interface Monitor {
abstract void displayText();
abstract void displayGraphics();
}
將液晶顯示器類LCDMonitor稍作修改：
package a.b;
public class LCDMonitor implements Monitor {
public void displayText() {
System.out.println("LCD display text");
}
public void displayGraphics() {
System.out.println("LCD display graphics");
}
}
CRTMonitor、PlasmaMonitor類的修改方法與LCDMonitor類似，而MyMonitor可以不不作任何修改。
可以看出，向上轉型體現了類的多態(tài)性，增強了程序的簡潔性。
向下轉型
子類轉型成父類是向上轉型，反過來說，父類轉型成子類就是向下轉型。但是，向下轉型可能會帶來一些問題：我們可以說麻雀是鳥，但不能說鳥就是麻雀。來看下面的例子：
A類：
package a.b;
public class A {
void aMthod() {
System.out.println("A method");
}
}
A的子類B：
package a.b;
public class B extends A {
void bMethod1() {
System.out.println("B method 1");
}
void bMethod2() {
System.out.println("B method 2");
}
}
C類：
package a.b;
public class C {
public static void main(String[] args) {
A a1 = new B(); // 向上轉型
a1.aMthod(); // 調用父類aMthod()，a1遺失B類方法bMethod1()、bMethod2()
B b1 = (B) a1; // 向下轉型，編譯無錯誤，運行時無錯誤
b1.aMthod(); // 調用父類A方法
b1.bMethod1(); // 調用B類方法
b1.bMethod2(); // 調用B類方法
A a2 = new A();
B b2 = (B) a2; // 向下轉型，編譯無錯誤，運行時將出錯
b2.aMthod();
b2.bMethod1();
b2.bMethod2();
}
}
從上面的代碼我們可以得出這樣一個結論：向下轉型需要使用強制轉換。運行C程序，控制臺將輸出：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: a.b.A cannot be cast to a.b.B at
a.b.C.main(C.java:14)
A method
A method
B method 1
B method 2
其實黑體部分的向下轉型代碼后的注釋已經提示你將發(fā)生運行時錯誤。為什么前一句向下轉型代碼可以，而后一句代碼卻出錯？這是因為a1指向一個子類B的對象，所以子類B的實例對象b1當然也可以指向a1。而a2是一個父類對象，子類對象b2不能指向父類對象a2。那么如何避免在執(zhí)行向下轉型時發(fā)生運行時ClassCastException異常？使用5.7.7節(jié)學過的instanceof就可以了。我們修改一下C類的代碼：
A a2 = new A();
if (a2 instanceof B) {
B b2 = (B) a2;
b2.aMthod();
b2.bMethod1();
b2.bMethod2();
}
這樣處理后，就不用擔心類型轉換時發(fā)生ClassCastException異常了。
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