造型

水深无声 2022-09-18 11:45 125阅读 0赞

“造型”（Cast ）的作用是“与一个模型匹配”。在适当的时候，Java 会将一种数据类型自动转换成另一  
种。例如，假设我们为浮点变量分配一个整数值，计算机会将 int 自动转换成 float 。通过造型，我们可明  
确设置这种类型的转换，或者在一般没有可能进行的时候强迫它进行。  
为进行一次造型，要将括号中希望的数据类型（包括所有修改符）置于其他任何值的左侧。下面是一个例

子：

void casts() {
    int i = 200;
    long l = (long)i;
    long l2 = (long)200;
    }

正如您看到的那样，既可对一个数值进行造型处理，亦可对一个变量进行造型处理。但在这儿展示的两种情  
况下，造型均是多余的，因为编译器在必要的时候会自动进行 int 值到 long 值的转换。当然，仍然可以设置  
一个造型，提醒自己留意，也使程序更清楚。在其他情况下，造型只有在代码编译时才显出重要性。  
在 C 和 C++中，造型有时会让人头痛。在 Java 里，造型则是一种比较安全的操作。但是，若进行一种名为  
“缩小转换”（Narrowing Conversion）的操作（也就是说，脚本是能容纳更多信息的数据类型，将其转换  
成容量较小的类型），此时就可能面临信息丢失的危险。此时，编译器会强迫我们进行造型，就好象说：  
“这可能是一件危险的事情——如果您想让我不顾一切地做，那么对不起，请明确造型。”而对于“放大转  
换”（Widening conversion），则不必进行明确造型，因为新类型肯定能容纳原来类型的信息，不会造成任  
何信息的丢失。  
Java 允许我们将任何主类型“造型”为其他任何一种主类型，但布尔值（bollean）要除外，后者根本不允  
许进行任何造型处理。“类”不允许进行造型。为了将一种类转换成另一种，必须采用特殊的方法（字串是  
一种特殊的情况，本书后面会讲到将对象造型到一个类型“家族”里；例如，“橡树”可造型为“树”；反  
之亦然。但对于其他外来类型，如“岩石”，则不能造型为“树”）。  
1. 字面值  
最开始的时候，若在一个程序里插入“字面值”（Literal），编译器通常能准确知道要生成什么样的类型。  
但在有些时候，对于类型却是暧昧不清的。若发生这种情况，必须对编译器加以适当的“指导”。方法是用  
与字面值关联的字符形式加入一些额外的信息。下面这段代码向大家展示了这些字符。

//: Literals.java
    class Literals {
    char c = 0xffff; // max char hex value
    byte b = 0x7f; // max byte hex value
    short s = 0x7fff; // max short hex value
    int i1 = 0x2f; // Hexadecimal (lowercase)
    int i2 = 0X2F; // Hexadecimal (uppercase)
    int i3 = 0177; // Octal (leading zero)
    // Hex and Oct also work with long.
    long n1 = 200L; // long suffix
    long n2 = 200l; // longsuffix
    long n3 = 200;
    //! long l6(200); // not allowed
    float f1 = 1;
    float f2 = 1F; // float suffix
    float f3 = 1f; // float suffix
    74
    float f4 = 1e -45f; // 10 to the power
    float f5 = 1e+9f; // float suffix
    double d1 = 1d; // double suffix
    double d2 = 1D; // double suffix
    double d3 = 47e47d; // 10 to the power
    } ///:~

十六进制（Base 16）——它适用于所有整数数据类型——用一个前置的 0x 或 0X 指示。并在后面跟随采用大  
写或小写形式的 0-9 以及 a-f。若试图将一个变量初始化成超出自身能力的一个值（无论这个值的数值形式  
如何），编译器就会向我们报告一条出错消息。注意在上述代码中，最大的十六进制值只会在 char ，byte 以  
及 short 身上出现。若超出这一限制，编译器会将值自动变成一个 int，并告诉我们需要对这一次赋值进行  
“缩小造型”。这样一来，我们就可清楚获知自己已超载了边界。  
八进制（Base 8）是用数字中的一个前置 0 以及 0-7 的数位指示的。在 C，C++或者 Java 中，对二进制数字  
没有相应的“字面”表示方法。  
字面值后的尾随字符标志着它的类型。若为大写或小写的 L，代表 long ；大写或小写的 F，代表 float；大写  
或小写的 D，则代表 double。  
指数总是采用一种我们认为很不直观的记号方法：1.39e-47f。在科学与工程学领域，“e”代表自然对数的  
基数，约等于 2.718（Java 一种更精确的 double 值采用 Math.E 的形式）。它在象“1.39 ×e 的-47 次方”这  
样的指数表达式中使用，意味着“1.39 ×2.718 的-47 次方”。然而，自 FORTRAN 语言发明后，人们自然而然  
地觉得 e 代表“10 多少次幂”。这种做法显得颇为古怪，因为 FORTRAN 最初面向的是科学与工程设计领域。  
理所当然，它的设计者应对这样的混淆概念持谨慎态度（注释①）。但不管怎样，这种特别的表达方法在  
C，C++以及现在的 Java 中顽固地保留下来了。所以倘若您习惯将 e 作为自然对数的基数使用，那么在 Java  
中看到象“1.39e-47f”这样的表达式时，请转换您的思维，从程序设计的角度思考它；它真正的含义是  
“1.39 ×10 的-47 次方”。  
①：John Kirkham 这样写道：“我最早于 1962 年在一部 IBM 1620 机器上使用 FORTRAN II。那时——包括  
60 年代以及 70 年代的早期，FORTRAN 一直都是使用大写字母。之所以会出现这一情况，可能是由于早期的输  
入设备大多是老式电传打字机，使用 5 位 Baudot 码，那种码并不具备小写能力。乘幂表达式中的‘E’也肯  
定是大写的，所以不会与自然对数的基数‘e’发生冲突，后者必然是小写的。‘E’这个字母的含义其实很  
简单，就是‘Exponential’的意思，即‘指数’或‘幂数’，代表计算系统的基数——一般都是 10。当  
时，八进制也在程序员中广泛使用。尽管我自己未看到它的使用，但假若我在乘幂表达式中看到一个八进制  
数字，就会把它认作 Base 8。我记得第一次看到用小写‘e’表示指数是在 70 年代末期。我当时也觉得它极  
易产生混淆。所以说，这个问题完全是自己‘潜入’FORTRAN 里去的，并非一开始就有。如果你真的想使用  
自然对数的基数，实际有现成的函数可供利用，但它们都是大写的。”  
注意如果编译器能够正确地识别类型，就不必使用尾随字符。对于下述语句：  
long n3 = 200;  
它并不存在含混不清的地方，所以 200 后面的一个 L 大可省去。然而，对于下述语句：  
float f4 = 1e -47f; //10 的幂数  
编译器通常会将指数作为双精度数（double）处理，所以假如没有这个尾随的 f，就会收到一条出错提示，  
告诉我们须用一个“造型”将 double 转换成 float。  
2. 转型  
大家会发现假若对主数据类型执行任何算术或按位运算，只要它们“比 int 小”（即 char ，byte 或者  
short），那么在正式执行运算之前，那些值会自动转换成 int。这样一来，最终生成的值就是 int 类型。所  
以只要把一个值赋回较小的类型，就必须使用“造型”。此外，由于是将值赋回给较小的类型，所以可能出  
现信息丢失的情况）。通常，表达式中最大的数据类型是决定了表达式最终结果大小的那个类型。若将一个  
float 值与一个 double 值相乘，结果就是 double；如将一个 int 和一个 long 值相加，则结果为 long 。  
3.1.14 Java 没有“ sizeof ”  
在 C 和 C++中，sizeof() 运算符能满足我们的一项特殊需要：获知为数据项目分配的字符数量。在 C 和 C++  
中，size()最常见的一种应用就是“移植”。不同的数据在不同的机器上可能有不同的大小，所以在进行一  
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些对大小敏感的运算时，程序员必须对那些类型有多大做到心中有数。例如，一台计算机可用 32 位来保存整  
数，而另一台只用 16 位保存。显然，在第一台机器中，程序可保存更大的值。正如您可能已经想到的那样，  
移植是令 C 和 C++程序员颇为头痛的一个问题。  
Java 不需要 sizeof() 运算符来满足这方面的需要，因为所有数据类型在所有机器的大小都是相同的。我们不  
必考虑移植问题——Java 本身就是一种“与平台无关”的语言。