java - Java中的向下转型

Question

Java 中允许向上转换，但是向下转换会产生编译错误。

编译错误可以通过添加强制转换来消除，但无论如何都会在运行时中断。

在这种情况下，如果 Java 不能在运行时执行，为什么它允许向下转换？
这个概念有什么实际用途吗？

public class demo {
  public static void main(String a[]) {
      B b = (B) new A(); // compiles with the cast, 
                         // but runtime exception - java.lang.ClassCastException
  }
}

class A {
  public void draw() {
    System.out.println("1");
  }

  public void draw1() {
    System.out.println("2");
  }
}

class B extends A {
  public void draw() {
    System.out.println("3");
  }
  public void draw2() {
    System.out.println("4");
  }
}

score 320 · Accepted Answer

当有可能在运行时成功时，允许向下转换：

Object o = getSomeObject(),
String s = (String) o; // this is allowed because o could reference a String

在某些情况下，这不会成功：

Object o = new Object();
String s = (String) o; // this will fail at runtime, because o doesn't reference a String

当强制转换（例如最后一个）在运行时失败时，ClassCastException将抛出 a。

在其他情况下，它将起作用：

Object o = "a String";
String s = (String) o; // this will work, since o references a String

请注意，某些强制转换在编译时将被禁止，因为它们永远不会成功：

Integer i = getSomeInteger();
String s = (String) i; // the compiler will not allow this, since i can never reference a String.

score 18 · Accepted Answer

使用您的示例，您可以执行以下操作：

public void doit(A a) {
    if(a instanceof B) {
        // needs to cast to B to access draw2 which isn't present in A
        // note that this is probably not a good OO-design, but that would
        // be out-of-scope for this discussion :)
        ((B)a).draw2();
    }
    a.draw();
}

score 16 · Accepted Answer

我相信这适用于所有静态类型的语言：

String s = "some string";
Object o = s; // ok
String x = o; // gives compile-time error, o is not neccessarily a string
String x = (String)o; // ok compile-time, but might give a runtime exception if o is not infact a String

类型转换有效地表示：假设这是对转换类的引用并按原样使用它。现在，让我们说 o真的是一个整数，假设这是一个字符串没有意义并且会给出意想不到的结果，因此需要进行运行时检查和异常来通知运行时环境出现问题。

在实际使用中，您可以编写代码处理更通用的类，但如果您知道它是什么子类并且需要将其视为子类，则将其转换为子类。一个典型的例子是重写 Object.equals()。假设我们有一个 Car 类：

@Override
boolean equals(Object o) {
    if(!(o instanceof Car)) return false;
    Car other = (Car)o;
    // compare this to other and return
}

score 5 · Accepted Answer

我们都可以看到您提供的代码在运行时不起作用。那是因为我们知道表达式new A()永远不可能是 type 的对象B。

但这不是编译器所看到的。当编译器检查是否允许强制转换时，它只会看到：

variable_of_type_B = (B)expression_of_type_A;

正如其他人所证明的那样，这种演员阵容是完全合法的。右边的表达式可以很好地计算为 type 的对象B。编译器看到它A并B具有子类型关系，因此使用代码的“表达式”视图，强制转换可能会起作用。

当编译器确切地知道什么对象类型expression_of_type_A将真正具有时，它不会考虑特殊情况。它只是将静态类型视为A并认为动态类型可以是A或的任何后代A，包括B.

score 3 · Accepted Answer

在这种情况下，如果 Java 不能在运行时执行，为什么它允许向下转换？

我相信这是因为编译器无法在编译时知道强制转换是否成功。对于您的示例，很容易看出演员阵容会失败，但在其他时候并不那么清楚。

例如，假设类型 B、C 和 D 都扩展了类型 A，然后一个方法public A getSomeA()根据随机生成的数字返回 B、C 或 D 的实例。编译器无法知道此方法将返回哪个确切的运行时类型，因此如果您稍后将结果转换为B，则无法知道转换是否会成功（或失败）。因此编译器必须假设强制转换会成功。

score 2 · Accepted Answer

@原始海报 - 见内嵌评论。

public class demo 
{
    public static void main(String a[]) 
    {
        B b = (B) new A(); // compiles with the cast, but runtime exception - java.lang.ClassCastException 
        //- A subclass variable cannot hold a reference to a superclass  variable. so, the above statement will not work.

        //For downcast, what you need is a superclass ref containing a subclass object.
        A superClassRef = new B();//just for the sake of illustration
        B subClassRef = (B)superClassRef; // Valid downcast. 
    }
}

class A 
{
    public void draw() 
    {
        System.out.println("1");
    }

    public void draw1() 
    {
        System.out.println("2");
    }
}

class B extends A 
{
    public void draw() 
    {
        System.out.println("3");
    }

    public void draw2() 
    {
        System.out.println("4");
    }
}

score 2 · Accepted Answer

当我们处理一个向上转换的对象时，向下转换起作用。向上转换：

int intValue = 10;
Object objValue = (Object) intvalue;

所以现在这个objValue变量总是可以被向下转换为，int因为被转换的对象是一个Integer，

int oldIntValue = (Integer) objValue;
// can be done

但是因为objValue它是一个对象，所以它不能被转换为，String因为int不能被转换为String。

score 0 · Accepted Answer

在我一直使用的以下代码片段中，向下转换非常有用。从而证明向下转换是有用的。

private static String printAll(LinkedList c)
{
    Object arr[]=c.toArray();
    String list_string="";
    for(int i=0;i<c.size();i++)
    {
        String mn=(String)arr[i];
        list_string+=(mn);
    }
    return list_string;
}

我将字符串存储在链接列表中。当我检索链接列表的元素时，会返回对象。要将元素作为字符串（或任何其他类对象）访问，向下转换对我有帮助。

Java 允许我们编译向下转换的代码，相信我们在做错事。尽管如此，如果人类犯了错误，它会在运行时被捕获。

score 0 · Accepted Answer

考虑下面的例子

public class ClastingDemo {

/**
 * @param args
 */
public static void main(String[] args) {
    AOne obj = new Bone();
    ((Bone) obj).method2();
}
}

class AOne {
public void method1() {
    System.out.println("this is superclass");
}
}


 class Bone extends AOne {

public void method2() {
    System.out.println("this is subclass");
}
}

这里我们创建子类 Bone 的对象并将其分配给超类 AOne 引用，现在超类引用在编译时不知道子类中的方法 method2 即 Bone。因此我们需要将此超类的引用向下转换为子类引用，以便结果引用可以知道子类中方法的存在，即 Bone

score 0 · Accepted Answer

对象的向下转换是不可能的。仅有的

DownCasting1 _downCasting1 = (DownCasting1)((DownCasting2)downCasting1);

是可能的

class DownCasting0 {
    public int qwe() {
        System.out.println("DownCasting0");
        return -0;
    }
}

class DownCasting1 extends DownCasting0 {
    public int qwe1() {
        System.out.println("DownCasting1");
        return -1;
    }
}

class DownCasting2 extends DownCasting1 {
    public int qwe2() {
        System.out.println("DownCasting2");
        return -2;
    }
}

public class DownCasting {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            DownCasting0 downCasting0 = new DownCasting0();
            DownCasting1 downCasting1 = new DownCasting1();
            DownCasting2 downCasting2 = new DownCasting2();

            DownCasting0 a1 = (DownCasting0) downCasting2;
            a1.qwe(); //good

            System.out.println(downCasting0 instanceof  DownCasting2);  //false
            System.out.println(downCasting1 instanceof  DownCasting2);  //false
            System.out.println(downCasting0 instanceof  DownCasting1);  //false

            DownCasting2 _downCasting1= (DownCasting2)downCasting1;     //good
            DownCasting1 __downCasting1 = (DownCasting1)_downCasting1;  //good
            DownCasting2 a3 = (DownCasting2) downCasting0; // java.lang.ClassCastException

            if(downCasting0 instanceof  DownCasting2){ //false
                DownCasting2 a2 = (DownCasting2) downCasting0;
                a2.qwe(); //error
            }

            byte b1 = 127;
            short b2 =32_767;
            int b3 = 2_147_483_647;
//          long _b4 = 9_223_372_036_854_775_807; //int large number max 2_147_483_647
            long b4 = 9_223_372_036_854_775_807L;
//          float _b5 = 3.4e+038; //double default
            float b5 = 3.4e+038F; //Sufficient for storing 6 to 7 decimal digits
            double b6 = 1.7e+038;
            double b7 = 1.7e+038D; //Sufficient for storing 15 decimal digits

            long c1 = b3;
            int c2 = (int)b4;

            //int       4 bytes     Stores whole numbers from -2_147_483_648 to 2_147_483_647
            //float     4 bytes     Stores fractional numbers from 3.4e−038 to 3.4e+038. Sufficient for storing 6 to 7 decimal digits
            float c3 = b3; //logic error
            double c4 = b4; //logic error


        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

score 0 · Accepted Answer

要在 Java 中进行向下转换并避免运行时异常，请参考以下代码：

if (animal instanceof Dog) {
  Dog dogObject = (Dog) animal;
}

这里，Animal 是父类，Dog 是子类。
instanceof是一个关键字，用于检查引用变量是否包含给定类型的对象引用。

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