[JAVA]向上转型与向下转型

缺乏、安全感 2022-03-12 17:46 312阅读 0赞

**要理解多态性，首先要知道什么是“向上转型”、“向下转型”。**

对象的多态性：父子类对象的转换

\*\*向上转型：\*\*子类对象变为父类对象，语法： 父类 父类对象 = 子类实例， 自动；

\*\*向下转型：\*\*父类对象变为子类对象，语法： 子类 子类对象 = （子类）父类实例，强制。

## 1. 对象向上转型（自动 父->子） ##

演示代码（对象向上转型）：

class A{ 
    
    public void print(){ 
    
    	System.out.println("A,public void print(){}");
    
    }
    
    class B extends A{  //继承A类
    
    	public void print(){  //方法覆写
    
    		System.out.println("B,public void print(){}");
    		}
    }		
    
    public class TestDemo{ 
    	public static void main(String args[]){ 
    		A a = new B(); //向上转型 （父类 父类对象 = 子类实例）
    		a.print(); //调用被覆写过的方法
    		}
    }

执行结果：
    B,public void print(){}

本程序实现了一个对象的向上转型操作，虽然最后调用`print()`方法的是A类对象，但是由于此时**实例化的是子类对象**“`new B();`”，而且`print()`方法被子类覆写了，所以最终调用的就是被B类覆写过的`print()`方法。

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## 2. 对象向下转型 (强制 子->父) ##

演示代码（对象向下转型）：

public void print(){ 
    
    class B extends A{ //继承A类
    
    	public void print(){ //方法覆写
    }
    public class TestDemo{ 
    
    	public static void main(String args[]){ 
    
    		A a = new B();//向上转型
    
    		B b = (B)a;//向下转型 强制将父类对象变为了子类实例
    
    		b.print();//调用被覆写过的方法
    		}
    }

本程序强制将父类对象变为了子类实例，由于本程序在开始实例化的依然是子类对象`(new B()；)`，所以最终调用的`print()`方法依然是被子类覆写过的方法。

演示代码（观察错误代码）：

A a = new A();//没有转型
    
    B b = (B)a;//向下转型错误：java.lang.ClassCastException: A cannot be cast to B
    
    b.print();

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: A cannot be cast to B
    
    at TestDemo.main(TestDemo.java:14)

以上的程序在编译时没有发生任何的错误信息，但是在执行时出现了“ClassCastException”错误提示，表示的是**类转换异常**，即两个没有关系的类互相发生了对象的强制转换，所以可以得出结论：**当对象发生向下转型关系前，一定要首先发生对象的向上转型关系。**

### 结论： ###

1.定义一个父类类型的引用指向一个子类的对象既可以使用子类强大的功能，又可以抽取父类的共性。

2.父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法，而对于子类中定义而父类中没有的方法，它是无可奈何的；

3.父类中的一个方法只有在在父类中定义而在子类中没有重写的情况下，才可以被父类类型的引用调用；

4.对于父类中定义的方法，如果子类中重写了该方法，那么父类类型的引用将会调用子类中的这个方法，这就是动态连接。

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## 3. 多态的使用 ##

所谓多态就是指 程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用**在编程时并不确定**，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量倒底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类，这样，不用修改源程序代码，就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上，从而导致该引用调用的具体方法随之改变，即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码，让程序可以选择多个运行状态，这就是多态性。（来源：[博客园][Link 1]）

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#### 举个例子 ####

下面引用一个关于酒的例子，讲述一下多态。  
比如你是一个酒神，对酒情有独钟。某日回家发现桌上有几个杯子里面都装了白酒，从外面看我们是不可能知道这是些什么酒，只有喝了之后才能够猜出来是何种酒。你一喝，这是剑南春、再喝这是五粮液、再喝这是酒鬼酒….在这里我们可以描述成如下：  
酒 a = 剑南春

酒 b = 五粮液

酒 c = 酒鬼酒

…

这里所表现的的就是多态。剑南春、五粮液、酒鬼酒都是酒的子类，我们只是通过酒这一个父类就能够引用不同的子类，这就是多态——我们**只有在运行的时候才会知道引用变量所指向的具体实例对象**。

诚然，要理解多态我们就必须要明白什么是“向上转型”。在继承中我们简单介绍了向上转型，这里就在啰嗦下：在上面的喝酒例子中，酒（Win）是父类，剑南春（JNC）、五粮液（WLY）、酒鬼酒（JGJ）是子类。我们定义如下代码：

JNC a = new  JNC();

对于这个代码我们非常容易理解无非就是实例化了一个剑南春的对象嘛！但是这样呢？

Wine a = new JNC();

在这里我们这样理解，这里定义了一个Wine 类型的a，它指向JNC对象实例。由于JNC是继承与Wine，所以**JNC可以自动向上转型为Wine**，所以a是可以指向JNC实例对象的。这样做存在一个非常大的**好处**，在**继承中我们知道子类是父类的扩展，它可以提供比父类更加强大的功能，如果我们定义了一个指向子类的父类引用类型，那么它除了能够引用父类的共性外，还可以使用子类强大的功能。**

但是向上转型存在一些缺憾，那就是它必定会导致一些方法和属性的丢失，而导致我们不能够获取它们。所以**父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法，对于只存在与子类中的方法和属性它就望尘莫及了**

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#### 看看代码 ####

public class Wine { 
        public void fun1(){ 
            System.out.println("Wine 的Fun.....");
            fun2();
        }
        
        public void fun2(){ 
            System.out.println("Wine 的Fun2...");
        }
    }
    
    public class JNC extends Wine{ 
        /** * @desc 子类重载父类方法 * 父类中不存在该方法，向上转型后，父类是不能引用该方法的 * @param a * @return void */
        public void fun1(String a){ 
            System.out.println("JNC 的 Fun1...");
            fun2();
        }
        
        /** * 子类重写父类方法 * 指向子类的父类引用调用fun2时，必定是调用该方法 */
        public void fun2(){ 
            System.out.println("JNC 的Fun2...");
        }
    }
    
    public class Test { 
        public static void main(String[] args) { 
            Wine a = new JNC();
            a.fun1();
        }
    }

Output:
    Wine 的Fun.....
    JNC 的Fun2...

从程序的运行结果中我们发现，a.fun1()首先是运行父类Wine中的fun1().然后再运行子类JNC中的fun2()。

**分析**：在这个程序中子类JNC **重载** 了父类Wine的方法fun1()， **重写** fun2()，而且重载后的fun1(String a)与 fun1()不是同一个方法，由于父类中没有该方法，向上转型后会丢失该方法，所以执行JNC的Wine类型引用是不能引用fun1(String a)方法。而子类JNC重写了fun2() ，那么指向JNC的Wine引用会调用JNC中fun2()方法。  
对于多态，可以总结它为：

指向子类的父类引用由于向上转型了，它**只能**访问父类中拥有的方法和属性，而对于子类中存在而父类中不存在的方法，尽管是**重载**该方法,该引用是不能使用的。若子类**重写**了父类中的某些方法，在调用该些方法的时候，必定是使用子类中定义的这些方法（动态连接、动态调用）。

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[Link 1]: https://www.cnblogs.com/chenssy/p/3372798.html