Java 基础系列(十) --- 什么是向上转型和向下转型

1 向上转型

1.1 为何叫向上转型

在面向对象程序设计中,针对一些复杂的场景,我们通常画一个UML图来表示各个类之间的关系,通常父类画在子类的上方,因此我们就称之为"向上转型",表示往父类的方向转.

向上转型发生的时机:

直接赋值;
方法传参;
方法返回.

1.2 理解向上转型

我们先来看以下代码(以下代码为上文代码中的一部分):

猫咪本身是一种动物,cat是一个父类(Animal)的引用,指向的是一个子类(Cat)的实例,这种写法称之为向上转型.

2 向下转型

2.1 背景概念

由上文我们可以知道向上转型是子类对象转成父类对象,那么向下转型便是父类对象转成子类对象,也就是说子类对象总是父类的一个实例,但父类对象不一定是子类的实例,相比于向上转型,向下转型不是很常见.
学习向下转型,我们还要知道另外一个概念:显示类型转换.

显示类型转换:越是具体的对象,具有的特性越多;越是抽象的对象,具有的特性越少.在做向下转型操作时,将特性范围小的对象转换为特性范围大的对象肯定会出现问题,所以这时候必须得告知编译器某些特性,将父类对象强制转换为某个子类对象,这便是显示类型转换.

2.2 问题示例

我们将上文中动态绑定中的部分代码稍作修改,如下所示:

代码解读: 编译过程中,animal类型是Animal,此时编译器只知道这个类中有一个eat方法,没有fly方法,虽然animal实际引用的是一个Bird对象,但是编译器是以animal的类型来查看有哪些方法的,针对

Animal animal = new Bird(“麻雀”)

这样的代码:

编译器检查有哪些方法存在时,看的是Animal这个类型;
执行时究竟执行的是父类的方法还是子类的方法,则看的是Bird这个类型.

如果我们要想实现fly()这个方法,该如何做呢???
方法一: 如果将animal进行强制类型转换可以么?? 我们来试一下:

public static void main(String[] args) {Animal animal = new Bird("麻雀");animal.eat("小米");Bird bird = (Bird) animal;bird.fly();}

运行结果:

虽然已经运行成功了,但是总觉得有些不靠谱,如下代码:

public static void main(String[] args) {Animal animal = new Cat("猫咪");Bird bird = (Bird)animal;bird.fly();}

运行结果:

因为animal本质上引用的是一个Cat对象,是不能转成Bird对象的,因此就抛出了异常,所以这样的向下转型有局限性,是行不通的.
方法二: 为了避免在向下转型时抛出异常,我们可以先判定一下animal本质上是不是一个Bird实例,然后再进行转换,代码如下:

public static void main(String[] args) {Animal animal = new Cat("猫咪");if (animal instanceof Bird) {Bird bird = (Bird)animal;bird.fly();}}

这时候就不会抛出异常!!

instanceof可以判定一个引用是否是某个类的实例,如果是返回true.
在Java语言中的关键字都是小写!