Java向上转型与向下转型(good)

    技术2025-02-25  40

     

    from http://blog.csdn.net/allen2010lp/archive/2010/11/02/5982688.aspx

     

    举个例子:有两个类,Father是父类,Son类继承自Father。 Father f1 =new Son() ; //这就叫upcasting(向上转型 ) //现在f1 引用一个指向 一个Son 对象 Son s1 = (Son)f1 ;  //这个叫downcasting(向下转型 ) //现在f1还是指向Son对象 第二个例子: Father f2 =new Father(); Son s2=(Son)f2;     //出错,子类引用不能直接指向父类对象 你或许会问,在第一个例子中:Son s1=(Son)f1;为什么是正确的呢? 很简单因为f1指向指向一个子类对象,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s1引用不能指向父类对象。 总结: 1.父类引用指向子类对象,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型。 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),要强制转型。 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)必须添加,进行强制转换。

    4.upcasting 会丢失子类特有的方法(下面有说明),但是子类overriding 父类的方法,子类方法有效

    5.向上转型的作用, 减少重复代码(如下所述)

     

    from http://blog.csdn.net/ja_II_ck/archive/2009/08/14/4447418.aspx

    我们在Java编程中经常碰到类型转换,对象类型转换主要包括向上转型和向下转型。

    5.13.1  向上转型

    我 们在现实中常常这样说:这个人会唱歌。在这里,我们并不关心这个人是黑人还是白人,是成人还是小孩,也就是说我们更倾向于使用抽象概念“人”。再例如,麻 雀是鸟类的一种(鸟类的子类),而鸟类则是动物中的一种(动物的子类)。我们现实中也经常这样说:麻雀是鸟。这两种说法实际上就是所谓的向上转型,通俗地 说就是子类转型成父类。这也符合Java提倡的面向抽象编程思想。来看下面的代码:

    package a.b;

    public class A {

    public void a1() {

           System.out.println("Superclass");

    }

    }

    A的子类B:

    package a.b;

    public class B extends A {

    public void a1() {

           System.out.println("Childrenclass"); //覆盖父类方法

    }

           public void b1(){} //B类定义了自己的新方法

    }

    C类:

    package a.b;

    public class C {

    public static void main(String[] args) {

           A a = new B(); //向上转型

           a.a1();

    }

    }

    如 果运行C,输出的是Superclass 还是Childrenclass?不是你原来预期的Superclass,而是Childrenclass。这是因为a实际上指向的是一个子类对象。当 然,你不用担心,Java虚拟机会自动准确地识别出究竟该调用哪个具体的方法。不过,由于向上转型,a对象会遗失和父类不同的方法,例如b1()。有人可 能会提出疑问:这不是多此一举吗?我们完全可以这样写:

    B a = new B();

    a.a1();

    确实如此!但这样就丧失了面向抽象的编程特色,降低了可扩展性。其实,不仅仅如此,向上转型还可以减轻编程工作量。来看下面的显示器类Monitor:

    package a.b;

    public class Monitor{

    public void displayText() {}

    public void displayGraphics() {}

    }

    液晶显示器类LCDMonitor是Monitor的子类:

    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");

    }

    }

    阴极射线管显示器类CRTMonitor自然也是Monitor的子类:

    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");

    }

    }

    等离子显示器PlasmaMonitor也是Monitor的子类:

    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");

    }

    }

    现在有一个MyMonitor类。假设没有向上转型,MyMonitor类代码如下://没有upcasting, 啰嗦

    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();

    }

    }

    可能你已经意识到上述代码有很多重复代码,而且也不易维护。有了向上转型,代码可以更为简洁:

    package a.b;

    public class MyMonitor {

    public static void main(String[] args) {

           run(new LCDMonitor());                      //向上转型

           run(new CRTMonitor());                     //向上转型

           run(new PlasmaMonitor());            //向上转型

    }

    public static void run(Monitor monitor) { //父类实例作为参数

           monitor.displayText();

           monitor.displayGraphics();

    }

    }

    我们也可以采用接口的方式,例如:

    package a.b;

    public interface Monitor {

    abstract void displayText();

    abstract void displayGraphics();

    }

    将液晶显示器类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类的修改方法与LCDMonitor类似,而MyMonitor可以不不作任何修改。

    可以看出,向上转型体现了类的多态性,增强了程序的简洁性。

    5.13.2  向下转型

    子类转型成父类是向上转型,反过来说,父类转型成子类就是向下转型。但是,向下转型可能会带来一些问题:我们可以说麻雀是鸟,但不能说鸟就是麻雀。来看下面的例子:

    A类:

    package a.b;

    public class A {

    void aMthod() {

           System.out.println("A method");

    }

    }

    A的子类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类:

    package a.b;

    public class C {

         public static void main(String[] args) {

                A a1 = new B(); // 向上转型

                a1.aMthod();    // 调用父类aMthod(),a1遗失B类方法bMethod1()、bMethod2()

                B b1 = (B) a1; // 向下转型,编译无错误,运行时无错误

                b1.aMthod();    // 调用父类A方法

                b1.bMethod1(); // 调用B类方法

                b1.bMethod2(); // 调用B类方法

                A a2 = new A();

                B b2 = (B) a2; // 向下转型,编译无错误,运行时将出错

                b2.aMthod();

                b2.bMethod1();

                b2.bMethod2();

         }

    }

    从上面的代码我们可以得出这样一个结论:向下转型需要使用强制转换。运行C程序,控制台将输出:

    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 实黑体部分的向下转型代码后的注释已经提示你将发生运行时错误。为什么前一句向下转型代码可以,而后一句代码却出错?这是因为a1指向一个子类B的对象, 所以子类B的实例对象b1当然也可以指向a1。而a2是一个父类对象,子类对象b2不能指向父类对象a2。那么如何避免在执行向下转型时发生运行时 ClassCastException异常?使用5.7.7节学过的instanceof就可以了。我们修改一下C类的代码:

    A a2 = new A();

    if (a2 instanceof B) {

    B b2 = (B) a2;

    b2.aMthod();

    b2.bMethod1();

    b2.bMethod2();

    }

    这样处理后,就不用担心类型转换时发生ClassCastException异常了。

    ==========================================================================

    另外一个例子解释这个问题:

    通俗理解向上转型:

    就是子类转型成父类。

    class  A { } class  B  extends  A { } A b =  new  B();

    这个就是向上转型。

     

    向上转型可以像下面这条语句这么简单:

    Shape s =new Circle();

            这里,创建一个Circle对象,并把得到的引用立即赋值给S矇,这样做看似错误(将一种类型赋值给别一种类型);但实际上没有问题,因为通过继承,Circle就是一种Shape。因此,编译器认可这条语句,也就不会产生错误信息。

            假设你调用一个基类方法(它已经在导出类中被覆盖);

            s.draw();

            你可能再次认为调用的是Shape的draw();因为这毕竟是一个Shape引用,那么编译器是怎样知道去做其它的事情呢?由于后期绑定(多态),还是正确调用了Circle.draw()方法。

     

    总结 1、通过将子类对象引用赋值给超类对象引用变量来实现动态方法调用。 DerivedC c2=new DerivedC(); BaseClass a1= c2; //BaseClass 基类,DerivedC是继承自BaseClass的子类 a1.play(); //play()在BaseClass,DerivedC中均有定义,即子类覆写了该方法 分析: * 为什么子类的类型的对象实例可以覆给超类引用?

    自动实现向上转型。通过该语句,编译器自动将子类实例向上移动,成为通用类型BaseClass; * a.play()将执行子类还是父类定义的方法? 子类的。在运行时期,将根据a这个对象引用实际的类型来获取对应的方法。所以才有多态性。一个基类的对象引用,被赋予不同的子类对象引用,执行该方法时,将表现出不同的行为。 在a1=c2的时候,仍然是存在两个句柄,a1和c2,但是a1和c2拥有同一块数据内存块和不同的函数表。 2、不能把父类对象引用赋给子类对象引用变量 BaseClass a2=new BaseClass(); DerivedC c1=a2;//出错 在java里面,向上转型是自动进行的,但是向下转型却不是,需要我们自己定义强制进行。 c1=(DerivedC)a2; 进行强制转化,也就是向下转型. 3、记住一个很简单又很复杂的规则,一个类型引用只能引用引用类型自身含有的方法和变量。 你可能说这个规则不对的,因为父类引用指向子类对象的时候,最后执行的是子类的方法的。 其实这并不矛盾,那是因为采用了后期绑定,动态运行的时候又根据型别去调用了子类的方法。而假若子类的这个方法在父类中并没有定义,则会出错。 例如,DerivedC类在继承BaseClass中定义的函数外,还增加了几个函数(例如 myFun()) 分析: 当你使用父类引用指向子类的时候,其实jvm已经使用了编译器产生的类型信息调整转换了。 这里你可以这样理解,相当于把不是父类中含有的函数从虚拟函数表中设置为不可见的。注意有可能虚拟函数表中有些函数地址由于在子类中已经被改写了,所以对象虚拟函数表中虚拟函数项目地址已经被设置为子类中完成的方法体的地址了。

    最新回复(0)