java對象類型轉換和多態(tài)性(實例講解)

更新時間：2017年10月30日 08:41:22 作者：java部落

下面小編就為大家?guī)硪黄猨ava對象類型轉換和多態(tài)性(實例講解)。小編覺得挺不錯的，現在就分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

對象類型轉換

分為向上轉型和向下轉型(強制對象轉型)。向上轉型是子對象向父對象轉型的過程，例如貓類轉換為動物類；向下轉型是強制轉型實現的，是父對象強制轉換為子對象。這和基礎數據類型的轉換是類似的，byte在需要時會自動轉換為int(向上轉型)，int可以強制轉型為byte(向下轉型)。

對于對象轉型來說，向上轉型后子對象獨有的成員將不可訪問。意思是，在需要一只動物時，可以把貓當作一只動物傳遞，因為貓繼承自動物，貓具有動物的所有屬性。但向上轉型后，貓不再是貓，而是被當作動物看待，它自己獨有的屬性和方法就不可見了。換句話說，向上轉型后，只能識別父對象中的內容。

可以通過"引用變量 instanceof 類名"的方式來判斷引用變量所指向的對象是否屬于某個類，也就是說"對象是不是某類"，例如聲明一個貓類對象的引用"Cat c"，然后"c instanceof Animal"表述的意思是"對象c是一種動物嗎？"對于instanceof返回true的對象，都可以轉換為類對象，只不過有些可能需要強制轉換。

向上轉型可以自動進行，這本就是符合邏輯的，狗類繼承自動物類，它本身就是一只動物，因此在需要動物類的時候，丟一只狗過去就會自動向上轉型成動物類。但這時狗已經不是狗，而是動物，所以狗獨有的成員不再可見。

強制轉換的方式和基礎數據類型強制轉換一樣，都是在待轉換對象前加上目標類型，例如將動物a強制轉換為狗d： Dog d = (Dog)a 。

下面是一個對象類型轉換的示例，很好地分析了能否轉型、轉型后能否訪問某些成員等等。

class Animal {
 String name;
 Animal(String name) {this.name = name;}
}

class Cat extends Animal {
 String eyecolor;
 Cat(String name,String color) {super(name); this.eyecolor = color;}
}

class Dog extends Animal {
 String furcolor;
 Dog(String name,String color) {super(name); this.furcolor = color;}
}

public class OCast {
 public static void main(String [] args) {
 Animal a = new Animal("animal");
 Cat c = new Cat("cat","blue");
 Dog d = new Dog("dog","black");

 System.out.println( a instanceof Animal);//return true
 System.out.println( c instanceof Animal);//return true
 System.out.println( d instanceof Animal);//return true
 System.out.println( a instanceof Cat); //return false

 System.out.println(a.name); //return animal
 a = new Dog("yellowdog","yellow"); //object Dog upcast to Animal
 System.out.println(a.name);  //return yellowdog
 System.out.println(a instanceof Animal); //return true
 System.out.println(a instanceof Dog); //return true
 //System.out.println(a.furcolor); //error! because a was regarded as Animal
 Dog d1 = (Dog)a; // because "a instanceof Dog" is true,so force cast Animal a to Dog
 System.out.println(d1.furcolor);  //return yellow
 }
}

對于上面的 a = new Dog("yellowdog",yellow) ，a是Animal類型，但此時它指向的是Dog對象。也就是說它是Dog，所以也是Animal類，所以 a instanceof Animal); 和 a instanceof Dog; 都是true，這是它的"指針"決定的。但因為它的類型是Animal類型，類型決定了能存儲什么樣的數據，對于已經存在的但不符合類型的數據都是不可見的，所以Animal類型決定了它只能看到Dog對象中的Animal部分。

如下圖：

既然可以向上轉型，配合instanceof的邏輯判斷，就能實現很好的擴展性。例如，動物類的sing(Animal a)方法需要的是一個動物類，可以給它一只狗d，這時會向上轉型(就像需要double類型卻給了一個int數據一樣)，雖然轉型了，但狗d的實際引用仍然是Dog對象，于是 if (a instanceof Dog) 判斷為真，則調用能體現狗sing()方法特殊性的語句。如果傳遞一只貓，if判斷一下并調用能體現貓sing()方法特殊性的語句。這樣，任何時候想添加一只動物，都只需要增加一條if語句就可以了。

見下面的示例：

class Animal {
 String name;
 Animal(String name) {
 this.name = name;
 }
}

class Cat extends Animal {Cat(String name) {super(name);}}
class Dog extends Animal {Dog(String name) {super(name);}}

public class TestCast {
 public static void main(String [] args) {
 TestCast t = new TestCast(); 
 Animal a = new Animal("animal");
 Animal c = new Cat("cat");
 Animal d = new Dog("dog");
 t.sing(a);t.sing(c);t.sing(d);
 }

 void sing(Animal a) {
 if ( a instanceof Cat) {
  Cat cat = (Cat)a;
  System.out.println("cat is singing");
 } else if(a instanceof Dog) {
  Dog dog = (Dog)a;
  System.out.println("dog is singing");
 } else {
  System.out.println("not an instance of animal");
 }
 }
}

如果沒有對象轉型，那么Dog里要定義一次sing()，Cat里也要定義一次sing()。要增加一個動物類，動物類里也還要定義一次sing()?，F在就方便多了，直接在sing()方法內部修改if語句就可以了。

注意，上面的sing()方法不屬于Animal或其他子類的方法，而是獨立定義在其他類里進行調用的。

多態(tài)

向上轉型雖然在一定程度上提高了可擴展性，但提高的程度并不太高。以向上轉型為基礎，java的多態(tài)實現的擴展性更好更方便。

多態(tài)也叫動態(tài)綁定或后期綁定，它是執(zhí)行期間進行的綁定，而非編譯期間的綁定(這是靜態(tài)綁定或稱為前期綁定)。

多態(tài)的原理是：當向上轉型后，調用一個被重寫的方法時，本該調用的是父類方法，但實際上卻會動態(tài)地調用子類重寫后的方法。實際上，編譯期間綁定的確實是父類方法，只不過在執(zhí)行期間動態(tài)轉調子類對應方法。

例如，Animal類的sing()方法，Cat和Dog類都重寫了sing()方法。當需要一個Animal對象時，傳遞了一個Cat類，那么將調用Cat的sing()方法。動態(tài)綁定的邏輯正如下面的代碼類似：

void sing(Animal a) {
 if ( a instanceof Cat) {
 Cat cat = (Cat)a;
 System.out.println("cat is singing");
 } else if(a instanceof Dog) {
 Dog dog = (Dog)a;
 System.out.println("dog is singing");
 } else {
 System.out.println("not an instance of animal");
 }
}

以下是一個多態(tài)的例子

class Animal {
 private String name;
 Animal(String name) {this.name = name;}

 public void sing(){System.out.println("animal sing...");}
}

class Cat extends Animal {
 private String eyeColor;
 Cat(String n,String c) {super(n); eyeColor = c;}

 public void sing() {System.out.println("cat sing...");}
}

class Dog extends Animal {
 private String furColor;
 Dog(String n,String c) {super(n); furColor = c;}

 public void sing() {System.out.println("dog sing...");}
}

class Lady {
 private String name;
 private Animal pet;
 Lady(String name,Animal pet) {this.name = name; this.pet = pet;}
 public void myPetSing(){pet.sing();}
}

public class DuoTai {
 public static void main(String args[]){
 Cat c = new Cat("catname","blue");
 Dog d = new Dog("dogname","black");
 Lady l1 = new Lady("l1",c);
 Lady l2 = new Lady("l2",d);
 l1.myPetSing();
 l2.myPetSing();
 }
}

編譯后的執(zhí)行結果為：

cat sing...
dog sing...

在上面的示例中，Lady類的構造方法和她調用sing()方法的代碼為：

Lady(String name,Animal pet) {this.name = name; this.pet = pet;}
public void myPetSing(){pet.sing();}

如果構造出Lady對象的pet是Cat對象c，這個c首先會向上轉型為Animal類，也就是說Lady的pet屬性雖然指向的是"Cat c"對象，但它只能看見其中的父對象Animal部分。那么 myPetSing(pet.sing();) 方法自然會調用Animal類的sing()方法。以上過程是編譯器所認為的過程，也是靜態(tài)綁定或前期綁定的過程。

但編譯完成后，雖然pet屬性只能看見Animal部分，但實際在執(zhí)行時pet.sing()卻換轉換為執(zhí)行c.sing()。就相當于做了一次對象類型強制轉換 Cat petx = (Cat)pet 。這是動態(tài)綁定或后期綁定的過程，也稱為多態(tài)。

實際上，對象在被new出來后，它所涉及到的方法都放在code segment內存區(qū)中的一個方法列表中，這個列表中包含了子類、父類的方法，只不過有些時候不可見的方法無法去調用。當執(zhí)行程序時，內部的機制可以從方法列表中搜索出最符合環(huán)境的方法并執(zhí)行它。

實現多態(tài)的技術的關鍵點在于：

(1). 定義一個父類引用f，并將其指向子類對象，即進行向上轉型；

(2). 重寫父類的方法，并使用父類引用f去引用這個方法。這樣就可以面向父類進行編程。

正如上面的示例中，將pet定義為Animal類而非具體的子類，并在方法中調用pet.sing()。如此依賴，就無需考慮pet到底是Cat/Dog，在進行功能擴展添加Bird類時，完全不用再修改Lady類的這段代碼。

再例如，父類Animal，子類Dog，方法sing()。

class Animal {public void sing(A);}
class Dog extends Animal {public void sing(B);}

public class Test {
 Animal a = new Dog(); //父類引用變量a指向子對象Dog，此時將向上轉型
 a.sing();  //使用父類引用變量a引用被重寫的方法sing()，執(zhí)行時將動態(tài)綁定到Dog的sing()
}

以上這篇java對象類型轉換和多態(tài)性(實例講解)就是小編分享給大家的全部內容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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