對(duì)象的類型轉(zhuǎn)換案例演示

在多態(tài)的學(xué)習(xí)中，涉及到將子類對(duì)象當(dāng)做父類類型使用的情況，此種情況在Java的語言環(huán)境中稱為“向上轉(zhuǎn)型”，例如下面兩行代碼：

Animal an1 = new Cat(); // 將Cat類對(duì)象當(dāng)做Animal類型來使用
Animal an2 = new Dog(); // 將Dog類對(duì)象當(dāng)做Animal類型來使用

將子類對(duì)象當(dāng)做父類使用時(shí)不需要任何顯式地聲明，需要注意的是，此時(shí)不能通過父類變量去調(diào)用子類特有的方法。

接下來通過一個(gè)案例來演示對(duì)象的類型轉(zhuǎn)換情況，如文件1所示。

文件1 Example16.java

     // 定義接口Animal
     interface Animal {
         void shout(); // 定義抽象shout()方法
     }
     // 定義Cat類實(shí)現(xiàn)Animal接口
     class Cat implements Animal {
         // 實(shí)現(xiàn)接口shout()方法
         public void shout() {
             System.out.println("喵喵……");
         }
         // 定義Cat類特有的抓老鼠catchMouse()方法
         public void catchMouse() {
             System.out.println("小貓抓老鼠……");
         }
     }
     // 定義測(cè)試類
     public class Example16 {
         public static void main(String[] args) {
             Animal an1 = new Cat(); 
             an1.shout();
             an1.catchMouse();
         }
     }

程序編譯報(bào)錯(cuò)，如圖1所示。

圖1 運(yùn)行結(jié)果

從圖1可以看出，程序編譯出現(xiàn)了“The method catchMouse() is undefined for the type Anima（在父類Animal中未定義catchMouse()方法）”的錯(cuò)誤。原因在于，創(chuàng)建Cat對(duì)象時(shí)指向了Animal父類類型，這樣新創(chuàng)建的Cat對(duì)象會(huì)自動(dòng)向上轉(zhuǎn)型為Animal類，然后通過父類對(duì)象an1分別調(diào)用了shout()方法和子類Cat特有的catchMouse()方法，而catchMouse()方法是Cat類特有的，所以通過父類對(duì)象調(diào)用時(shí)，在編譯期間就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

文件1中，由于通過“new Cat();”創(chuàng)建的對(duì)象本質(zhì)就是Cat類型，所以通過Cat類型的對(duì)象調(diào)用catchMouse()方法是可行的，因此要解決上面的問題，可以將父類類型的對(duì)象an1強(qiáng)轉(zhuǎn)為Cat類型。接下來對(duì)文件1中的main()方法進(jìn)行修改，具體代碼如下：

// 定義測(cè)試類
public class Example16 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal an1 = new Cat(); 
        Cat cat = (Cat) an1;
        cat.shout();
        cat.catchMouse();
    }
}

修改后再次編譯，程序沒有報(bào)錯(cuò)，運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。

圖2 運(yùn)行結(jié)果

從圖2可以看出，將本質(zhì)為Cat類型的an1對(duì)象由Animal類型向下轉(zhuǎn)型為Cat類型后，程序可以成功運(yùn)行。需要注意的是，在進(jìn)行對(duì)象向下類型轉(zhuǎn)換時(shí)，必須轉(zhuǎn)換為本質(zhì)類型，否則轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，假如文件4-16中Animal類型引用指向的是一個(gè)Dog類型對(duì)象，這時(shí)進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為Cat類時(shí)就會(huì)出現(xiàn)出錯(cuò)，如文件2所示。

文件2 Example17.java

     // 定義接口Animal
     interface Animal {
         void shout(); // 定義抽象shout()方法
     }
     // 定義Cat類實(shí)現(xiàn)Animal接口
     class Cat implements Animal {
         // 實(shí)現(xiàn)接口shout()方法
         public void shout() {
             System.out.println("喵喵……");
         }
         // 定義Cat類特有的抓老鼠catchMouse()方法
         public void catchMouse() {
             System.out.println("小貓抓老鼠……");
         }
     }
     // 定義Dog類實(shí)現(xiàn)Animal接口
     class Dog implements Animal {
         // 實(shí)現(xiàn)接口shout()方法
         public void shout() {
             System.out.println("汪汪……");
         }
     }
     // 定義測(cè)試類
     public class Example17 {
         public static void main(String[] args) {
             Animal an1 = new Dog(); 
             Cat cat = (Cat) an1;
             cat.shout();
             cat.catchMouse();
         }
     }

運(yùn)行結(jié)果如圖3所示。

圖3 運(yùn)行結(jié)果

文件2編譯正常，但在運(yùn)行時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)，提示Dog類型不能轉(zhuǎn)換成Cat類型。出錯(cuò)的原因是，創(chuàng)建的Animal對(duì)象本質(zhì)是一個(gè)Dog對(duì)象，在強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換時(shí)，Dog類型的對(duì)象顯然無法強(qiáng)轉(zhuǎn)為Cat類型。

為了避免上述這種異常情況的發(fā)生，Java提供了一個(gè)關(guān)鍵字instanceof，它可以判斷一個(gè)對(duì)象是否為某個(gè)類（或接口）的實(shí)例或者子類實(shí)例，語法格式如下：

對(duì)象（或者對(duì)象引用變量） instanceof 類（或接口）

接下來對(duì)文件2的測(cè)試類Example17進(jìn)行修改，具體代碼如下：

// 定義測(cè)試類public class Example17 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal an1 = new Dog(); 
        if(an1 instanceof Cat){ // 判斷an1本質(zhì)類型
            Cat cat = (Cat) an1;
            cat.shout();
            cat.catchMouse();
        }else{
            System.out.println("該類型的對(duì)象不是Cat類型！");
        }
    }
}

再次運(yùn)行程序，結(jié)果如圖4所示。

圖4 運(yùn)行結(jié)果

在對(duì)文件2修改的代碼中，使用instanceof關(guān)鍵字判斷對(duì)象an1本質(zhì)是否為Cat類型，如果是Cat類型就強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為Cat類型，否則就打印“該類型的對(duì)象不是Cat類型！”。由于判斷的對(duì)象an1本質(zhì)為Dog類型并非Cat類型，因此出現(xiàn)圖4的運(yùn)行結(jié)果。

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