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java中的向上转型与向下转型,你真的懂了吗?

temp10 2024-10-11 18:20:45 java教程 14 ℃ 0 评论

首先,java的转型是基于继承的基础上的,转型的使用一般在多态中。关于在转型中最重要的一点那就是:父类引用指向子类对象;而子类引用不能指向父类对象

要充分的了解向上转型与向下转型,我们先说下什么是多态

java中的向上转型与向下转型,你真的懂了吗?

多态的定义:

指允许不同类的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。(发送消息就是函数调用)简而言之就是:对于同一动作做出的响应产生不同的结果

多态存在的必要条件:

  1. 在继承的基础上
  2. 要有重写
  3. 父类引用指向子类对象(即向上转型)

多态存在的好处:

  • 可替换性(substitutability)。多态对已存在代码具有可替换性。例如,多态对圆Circle类工作,对其他任何圆形几何体,如圆环,也同样工作。
  • 可扩充性(extensibility)。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性,以及其他特性的运行和操作。
  • 接口性(interface-ability)。多态是超类通过方法签名,向子类提供了一个共同接口,由子类来完善或者覆盖它而实现的。
  • 灵活性(flexibility)。它在应用中体现了灵活多样的操作,提高了使用效率。
  • 简化性(simplicity)。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程,尤其在处理大量对象的运算和操作时,这个特点尤为突出和重要。

多态的实现方式:继承和接口

继承实现多态:

  • 对于指向子类对象的父类引用,在处理该引用时,它适用于继承该父类的所有子类,子类对象的不同,对方法的实现也就不同,执行相同动作产生的行为也就不同。
  • 如果父类对象是抽象类,则继承了该抽象类的子类必须父类中的所有抽象方法

接口实现多态:

  • 在接口的多态中,指向接口的引用必须是指定这实现了该接口的一个类的实例程序,在运行时,根据对象引用的实际类型来执行对应的方法

多态分类:

  • 编译时多态:其中编译时多态是静态的,主要是指方法的重载,它是根据参数列表的不同来区分不同的函数,通过编辑之后会变成两个不同的函数,在运行时谈不上多态;
  • 运行时多态:而运行时多态是动态的,它是通过动态绑定来实现的,也就是我们所说的多态性。 对于多态的实现主要是基于动态绑定技术
示例:
class A ...{ 
 public String show(D obj)...{ 
 return ("A and D"); 
 } 
 public String show(A obj)...{ 
 return ("A and A"); 
 } 
} 
class B extends A...{ 
 public String show(B obj)...{ 
 return ("B and B"); 
 } 
 public String show(A obj)...{ 
 return ("B and A"); 
 } 
} 
class C extends B...{} 
class D extends B...{}
A a1 = new A(); 
 A a2 = new B(); 
 B b = new B(); 
 C c = new C(); 
 D d = new D(); 
 System.out.println(a1.show(b)); ① 
 System.out.println(a1.show(c)); ② 
 System.out.println(a1.show(d)); ③ 
 System.out.println(a2.show(b)); ④ 
 System.out.println(a2.show(c)); ⑤ 
 System.out.println(a2.show(d)); ⑥ 
 System.out.println(b.show(b)); ⑦ 
 System.out.println(b.show(c)); ⑧ 
 System.out.println(b.show(d)); ⑨

运行结果:

① A and A
② A and A
③ A and D
④ B and A
⑤ B and A
⑥ A and D
⑦ B and B
⑧ B and B
⑨ A and D

向上转型与向下转型

一个简单的例子:有2个类,Animal是父类,Pig类继承自Father。

Animal a1 = new Pig();//父类引用a指向子类对象
Pig p1 = (Pig)a //子类对象的父类引用 a 赋给子类引用 p2
Animal a2 = new Animal();
Pig p2 = (Pig)a2//子类引用p2指向父类对象a2;(严格的说这里的a2是指的父类引用而不是父类的对象)
  • 向上转型:父类引用指向子类对象,而子类引用不能指向父类对象
  • 向下转型:子类对象的父类引用 赋给子类引用

向上转型在代码中的实现

package casting;
/**
 * Animal父类
 * @author wangyu
 * 
 * @create date:2017年10月12日
 */
public class Animal {
	public void eat(){
		System.out.println("animal eatting...");
	}
}
/**
 * 子类
 */
class Birds extends Animal{
 //重写父类方法
	@Override
	public void eat() {
		 System.out.println("bird eatting..."); 
	}
	public void fly(){
		System.out.println("bird fly..."); 
	}
}
/**
 * Human子类
 * @author wangyu
 * 
 * @create date:2017年10月12日
 */
public class Human {
	 public void sleep() { 
	 System.out.println("Human sleep.."); 
	 }
}
class Male extends Human { 
 @Override 
 public void sleep() { 
 System.out.println("Male sleep.."); 
 } 
}
class Female extends Human { 
 @Override 
 public void sleep() { 
 System.out.println("Female sleep.."); 
 } 
}
/**
 * 测试类
 * @author wangyu
 * 
 * @create date:2017年10月12日
 */
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Animal b=new Birds(); //向上转型 
 b.eat(); 
 //! error: b.fly(); b虽指向子类对象,但此时丢失fly()方法 
 dosleep(new Male()); 
 dosleep(new Female()); 
	}
	
	public static void dosleep(Human h) { //这里以父类为参数,调有时用子类作为参数,就是利用了向上转型。使代码简洁
 h.sleep(); 
 } 
}
运行结果:
bird eatting...
Male sleep..
Female sleep..

向下转型在代码中的实现:

public static void main(String[] args) {
		Animal a = new Birds(); //向上转型 
		a.eat();
		
		Birds b = (Birds)a;//向下转型
		b.fly();
		b.eat();
		
		Animal a2 = new Animal();//不安全的向下转型,编译无错但会运行会出错
		if(a2 instanceof Birds){
			Birds b2 = (Birds)a2;
			b2.fly();
			b2.eat();
		}
		/*
		 * 运行出错:
			Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.wensefu.other1.Girl
			 at com.wensefu.other1.Main.main()
			如代码所示,可以通过instanceof来防止出现异常。
		 */
	}
	
运行结果:
bird eatting...
bird fly...
bird eatting...

以上就是我对多态及向上向下转型的理解,如有不对的地方欢迎指正,谢谢大家支持

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