向下转换 Java

Question

Java 中允许向上转型，但是向下转型会产生编译错误。

可以通过添加强制转换来消除编译错误，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");
  }
}

Answer 1

当有可能在运行时成功时，向下转换是允许的：

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，将抛出ClassCastException 。

在其他情况下，它会起作用：

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

请注意，在编译时将不允许某些强制转换，因为它们根本不会成功：

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

Answer 2

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();
}

Answer 3

我相信这适用于所有静态类型语言：

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以此方式使用它。 现在，假设 o确实是一个整数，假设这是一个字符串是没有意义的，并且会给出意想不到的结果，因此需要有一个运行时检查和一个异常来通知运行时环境有问题。

在实际使用中，您可以编写处理更通用类的代码，但如果您知道它是什么子类并且需要将其视为子类，则可以将其转换为子类。 一个典型的例子是覆盖 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
}

Answer 4

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B类型的对象。

但这不是编译器的看法。 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，这种类型的演员是完全合法的。 右边的表达式可以很好地评估为类型B的对象。 编译器看到A和B具有子类型关系，因此使用代码的“表达式”视图，转换可能会起作用。

当编译器确切地知道expression_of_type_A将真正具有什么对象类型时，它不会考虑特殊情况。 它只是看到静态类型为A ，并认为动态类型可以是A或任何后代A ，包括B 。

Answer 5

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转换是否成功。 对于您的示例，很容易看出强制转换将失败，但在其他情况下则不太清楚。

例如，假设类型 B、C 和 D 都扩展了类型 A，然后方法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种确切的运行时类型，因此如果稍后将结果转换为B ，则无法知道转换是否成功（或失败）。 因此编译器必须假设强制转换会成功。

Answer 6

当我们处理向上转换的对象时，向下转换有效。 上行：

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

所以现在这个objValue变量总是可以向下转换为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是一个 Object 它不能转换为String因为int不能转换为String 。

Answer 7

@ 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");
    }
}

Answer 8

在我一直使用的以下代码片段中，向下转换非常有用。 因此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，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 允许我们编译低级代码，相信我们做错了。 尽管如此，如果人类犯了错误，它会在运行时被捕获。

Answer 9

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");
}
}

这里我们创建了子类 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

Answer 10

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();
        }
    }

}

Answer 11

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。

Answer 12

我会告诉你为什么会这样。 首先，您必须了解 JVM 在我们使用向下转换将父 class 分配给子 class 时如何支持，因为reference 。 例如考虑以下代码。

A is the super type any class that extends from it and can store the reference B class.
    A a =new B();
When you assign a reference variable into the child class jvm will understand that since A can store the reference of B class that is why you can do it.
B b=(B)b;

1. 称为编译时错误的原因以及为什么不能直接将 Parent class 分配给 Child class 因为没有任何扩展关系。 请注意，转换仅发生在名为extends的键上，这就是您收到编译时错误的原因。
2. 运行时调用 ClassCastException 的另一个原因是因为 jvm 它直接接受规则，没关系，我接受它是真的，但 jvm 之后会明白，运行时它不会存储子 class 的任何引用，当代码由在语法中编写代码的程序员。