對(duì)象類(lèi)型轉(zhuǎn)換

分為向上轉(zhuǎn)型和向下轉(zhuǎn)型(強(qiáng)制對(duì)象轉(zhuǎn)型)。 向上轉(zhuǎn)型是子對(duì)象向父對(duì)象轉(zhuǎn)型的過(guò)程，例如貓類(lèi)轉(zhuǎn)換為動(dòng)物類(lèi)；向下轉(zhuǎn)型是強(qiáng)制轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)的，是父對(duì)象強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為子對(duì)象。 這和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換是類(lèi)似的，byte在需要時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為int(向上轉(zhuǎn)型)，int可以強(qiáng)制轉(zhuǎn)型為byte(向下轉(zhuǎn)型)。

對(duì)于對(duì)象轉(zhuǎn)型來(lái)說(shuō)， 向上轉(zhuǎn)型后子對(duì)象獨(dú)有的成員將不可訪問(wèn) 。 意思是，在需要一只動(dòng)物時(shí)，可以把貓當(dāng)作一只動(dòng)物傳遞，因?yàn)樨埨^承自動(dòng)物，貓具有動(dòng)物的所有屬性。但向上轉(zhuǎn)型后，貓不再是貓，而是被當(dāng)作動(dòng)物看待，它自己獨(dú)有的屬性和方法就不可見(jiàn)了。換句話(huà)說(shuō)，向上轉(zhuǎn)型后，只能識(shí)別父對(duì)象中的內(nèi)容。

可以通過(guò)"引用變量 instanceof 類(lèi)名"的方式來(lái)判斷引用變量 所指向的對(duì)象 是否屬于某個(gè)類(lèi)，也就是說(shuō)"對(duì)象是不是某類(lèi)"，例如聲明一個(gè)貓類(lèi)對(duì)象的引用"Cat c"，然后"c instanceof Animal"表述的意思是"對(duì)象c是一種動(dòng)物嗎？"對(duì)于instanceof返回true的對(duì)象，都可以轉(zhuǎn)換為類(lèi)對(duì)象，只不過(guò)有些可能需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。

向上轉(zhuǎn)型可以自動(dòng)進(jìn)行，這本就是符合邏輯的，狗類(lèi)繼承自動(dòng)物類(lèi)，它本身就是一只動(dòng)物，因此在需要?jiǎng)游镱?lèi)的時(shí)候，丟一只狗過(guò)去就會(huì)自動(dòng)向上轉(zhuǎn)型成動(dòng)物類(lèi)。但這時(shí)狗已經(jīng)不是狗，而是動(dòng)物，所以狗獨(dú)有的成員不再可見(jiàn)。

強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的方式和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類(lèi)型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換一樣，都是在待轉(zhuǎn)換對(duì)象前加上目標(biāo)類(lèi)型，例如將動(dòng)物a強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為狗d： Dog d = (Dog)a 。

下面是一個(gè)對(duì)象類(lèi)型轉(zhuǎn)換的示例，很好地分析了能否轉(zhuǎn)型、轉(zhuǎn)型后能否訪問(wèn)某些成員等等。

class Animal {
 String name;
 Animal(String name) {this.name = name;}
}

class Cat extends Animal {
 String eyecolor;
 Cat(String name,String color) {super(name); this.eyecolor = color;}
}

class Dog extends Animal {
 String furcolor;
 Dog(String name,String color) {super(name); this.furcolor = color;}
}

public class OCast {
 public static void main(String [] args) {
 Animal a = new Animal("animal");
 Cat c = new Cat("cat","blue");
 Dog d = new Dog("dog","black");

 System.out.println( a instanceof Animal);//return true
 System.out.println( c instanceof Animal);//return true
 System.out.println( d instanceof Animal);//return true
 System.out.println( a instanceof Cat); //return false

 System.out.println(a.name); //return animal
 a = new Dog("yellowdog","yellow"); //object Dog upcast to Animal
 System.out.println(a.name);  //return yellowdog
 System.out.println(a instanceof Animal); //return true
 System.out.println(a instanceof Dog); //return true
 //System.out.println(a.furcolor); //error! because a was regarded as Animal
 Dog d1 = (Dog)a; // because "a instanceof Dog" is true,so force cast Animal a to Dog
 System.out.println(d1.furcolor);  //return yellow
 }
}

對(duì)于上面的 a = new Dog("yellowdog",yellow) ，a是Animal類(lèi)型，但此時(shí) 它指向的是Dog對(duì)象。也就是說(shuō)它是Dog，所以也是Animal類(lèi) ，所以 a instanceof Animal); 和 a instanceof Dog; 都是true，這是它的"指針"決定的。 但因?yàn)樗念?lèi)型是Animal類(lèi)型，類(lèi)型決定了能存儲(chǔ)什么樣的數(shù)據(jù)，對(duì)于已經(jīng)存在的但不符合類(lèi)型的數(shù)據(jù)都是不可見(jiàn)的，所以Animal類(lèi)型決定了它只能看到Dog對(duì)象中的Animal部分 。

如下圖：

既然可以向上轉(zhuǎn)型，配合instanceof的邏輯判斷，就能實(shí)現(xiàn)很好的擴(kuò)展性。例如，動(dòng)物類(lèi)的sing(Animal a)方法需要的是一個(gè)動(dòng)物類(lèi)，可以給它一只狗d，這時(shí)會(huì)向上轉(zhuǎn)型(就像需要double類(lèi)型卻給了一個(gè)int數(shù)據(jù)一樣)，雖然轉(zhuǎn)型了，但狗d的實(shí)際引用仍然是Dog對(duì)象，于是 if (a instanceof Dog) 判斷為真，則調(diào)用能體現(xiàn)狗sing()方法特殊性的語(yǔ)句。如果傳遞一只貓，if判斷一下并調(diào)用能體現(xiàn)貓sing()方法特殊性的語(yǔ)句。這樣，任何時(shí)候想添加一只動(dòng)物，都只需要增加一條if語(yǔ)句就可以了。

見(jiàn)下面的示例：

class Animal {
 String name;
 Animal(String name) {
 this.name = name;
 }
}

class Cat extends Animal {Cat(String name) {super(name);}}
class Dog extends Animal {Dog(String name) {super(name);}}

public class TestCast {
 public static void main(String [] args) {
 TestCast t = new TestCast(); 
 Animal a = new Animal("animal");
 Animal c = new Cat("cat");
 Animal d = new Dog("dog");
 t.sing(a);t.sing(c);t.sing(d);
 }

 void sing(Animal a) {
 if ( a instanceof Cat) {
  Cat cat = (Cat)a;
  System.out.println("cat is singing");
 } else if(a instanceof Dog) {
  Dog dog = (Dog)a;
  System.out.println("dog is singing");
 } else {
  System.out.println("not an instance of animal");
 }
 }
}

如果沒(méi)有對(duì)象轉(zhuǎn)型，那么Dog里要定義一次sing()，Cat里也要定義一次sing()。要增加一個(gè)動(dòng)物類(lèi)，動(dòng)物類(lèi)里也還要定義一次sing()。現(xiàn)在就方便多了，直接在sing()方法內(nèi)部修改if語(yǔ)句就可以了。

注意，上面的sing()方法不屬于Animal或其他子類(lèi)的方法，而是獨(dú)立定義在其他類(lèi)里進(jìn)行調(diào)用的。

多態(tài)

向上轉(zhuǎn)型雖然在一定程度上提高了可擴(kuò)展性，但提高的程度并不太高。以向上轉(zhuǎn)型為基礎(chǔ)，java的多態(tài)實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展性更好更方便。

多態(tài)也叫動(dòng)態(tài)綁定或后期綁定，它是執(zhí)行期間進(jìn)行的綁定，而非編譯期間的綁定(這是靜態(tài)綁定或稱(chēng)為前期綁定)。

多態(tài)的原理是：當(dāng)向上轉(zhuǎn)型后，調(diào)用一個(gè)被重寫(xiě)的方法時(shí)，本該調(diào)用的是父類(lèi)方法，但實(shí)際上卻會(huì)動(dòng)態(tài)地調(diào)用子類(lèi)重寫(xiě)后的方法。實(shí)際上，編譯期間綁定的確實(shí)是父類(lèi)方法，只不過(guò)在執(zhí)行期間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)調(diào)子類(lèi)對(duì)應(yīng)方法。

例如，Animal類(lèi)的sing()方法，Cat和Dog類(lèi)都重寫(xiě)了sing()方法。當(dāng)需要一個(gè)Animal對(duì)象時(shí)，傳遞了一個(gè)Cat類(lèi)，那么將調(diào)用Cat的sing()方法。動(dòng)態(tài)綁定的邏輯正如下面的代碼類(lèi)似：

void sing(Animal a) {
 if ( a instanceof Cat) {
 Cat cat = (Cat)a;
 System.out.println("cat is singing");
 } else if(a instanceof Dog) {
 Dog dog = (Dog)a;
 System.out.println("dog is singing");
 } else {
 System.out.println("not an instance of animal");
 }
}

以下是一個(gè)多態(tài)的例子

class Animal {
 private String name;
 Animal(String name) {this.name = name;}

 public void sing(){System.out.println("animal sing...");}
}

class Cat extends Animal {
 private String eyeColor;
 Cat(String n,String c) {super(n); eyeColor = c;}

 public void sing() {System.out.println("cat sing...");}
}

class Dog extends Animal {
 private String furColor;
 Dog(String n,String c) {super(n); furColor = c;}

 public void sing() {System.out.println("dog sing...");}
}

class Lady {
 private String name;
 private Animal pet;
 Lady(String name,Animal pet) {this.name = name; this.pet = pet;}
 public void myPetSing(){pet.sing();}
}

public class DuoTai {
 public static void main(String args[]){
 Cat c = new Cat("catname","blue");
 Dog d = new Dog("dogname","black");
 Lady l1 = new Lady("l1",c);
 Lady l2 = new Lady("l2",d);
 l1.myPetSing();
 l2.myPetSing();
 }
}

編譯后的執(zhí)行結(jié)果為：

cat sing...
dog sing...

在上面的示例中，Lady類(lèi)的構(gòu)造方法和她調(diào)用sing()方法的代碼為：

Lady(String name,Animal pet) {this.name = name; this.pet = pet;}
public void myPetSing(){pet.sing();}

如果構(gòu)造出Lady對(duì)象的pet是Cat對(duì)象c，這個(gè)c首先會(huì)向上轉(zhuǎn)型為Animal類(lèi)，也就是說(shuō)Lady的pet屬性雖然指向的是"Cat c"對(duì)象，但它只能看見(jiàn)其中的父對(duì)象Animal部分。那么 myPetSing(pet.sing();) 方法自然會(huì)調(diào)用Animal類(lèi)的sing()方法。 以上過(guò)程是編譯器所認(rèn)為的過(guò)程，也是靜態(tài)綁定或前期綁定的過(guò)程。

但編譯完成后，雖然pet屬性只能看見(jiàn)Animal部分，但實(shí)際在執(zhí)行時(shí)pet.sing()卻換轉(zhuǎn)換為執(zhí)行c.sing()。就相當(dāng)于做了一次對(duì)象類(lèi)型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換 Cat petx = (Cat)pet 。 這是動(dòng)態(tài)綁定或后期綁定的過(guò)程，也稱(chēng)為多態(tài)。

實(shí)際上，對(duì)象在被new出來(lái)后，它所涉及到的方法都放在code segment內(nèi)存區(qū)中的一個(gè)方法列表中，這個(gè)列表中包含了子類(lèi)、父類(lèi)的方法，只不過(guò)有些時(shí)候不可見(jiàn)的方法無(wú)法去調(diào)用。當(dāng)執(zhí)行程序時(shí)，內(nèi)部的機(jī)制可以從方法列表中搜索出最符合環(huán)境的方法并執(zhí)行它。

實(shí)現(xiàn)多態(tài)的技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于：

(1). 定義一個(gè)父類(lèi)引用f，并將其指向子類(lèi)對(duì)象，即進(jìn)行向上轉(zhuǎn)型 ；

(2). 重寫(xiě)父類(lèi)的方法，并使用父類(lèi)引用f去引用這個(gè)方法。這樣就可以面向父類(lèi)進(jìn)行編程 。

正如上面的示例中，將pet定義為Animal類(lèi)而非具體的子類(lèi)，并在方法中調(diào)用pet.sing()。如此依賴(lài)，就無(wú)需考慮pet到底是Cat/Dog，在進(jìn)行功能擴(kuò)展添加Bird類(lèi)時(shí)，完全不用再修改Lady類(lèi)的這段代碼。

再例如，父類(lèi)Animal，子類(lèi)Dog，方法sing()。

class Animal {public void sing(A);}
class Dog extends Animal {public void sing(B);}

public class Test {
 Animal a = new Dog(); //父類(lèi)引用變量a指向子對(duì)象Dog，此時(shí)將向上轉(zhuǎn)型
 a.sing();  //使用父類(lèi)引用變量a引用被重寫(xiě)的方法sing()，執(zhí)行時(shí)將動(dòng)態(tài)綁定到Dog的sing()
}

以上這篇java對(duì)象類(lèi)型轉(zhuǎn)換和多態(tài)性(實(shí)例講解)就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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