Java中的 向上转型 | 向下转型

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一.向上转型

直接赋值 

总结：

通过传参

通过返回值

二.向下转型

instanceof 

一.向上转型

向上转型其实就是创建一个子类对象，并将其当作父类对象来使用，一般语法格式如下：

父类类型 对象名 = new 子类类型()

一般有以下三种使用场景：

直接赋值 

我们这里以父类为Animal类举例，并且有一个Cat类来继承他 

class Animal {
    String name;
    int age;
    //构造方法
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃食物~~~");
    }
}
class Cat extends Animal {
    //构造方法
    public Cat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
}

        在这种情况下，我们用父类对象直接引用子类对象，不但程序不会报错，反而还可以正常调用父类中的成员方法

    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("布偶",3);
        Animal animal1 = cat;
        animal1.eat();
        
        Animal animal2 = new Cat("橘猫",2);
        animal2.eat();
    }

输出结果： 

那能不能调用子类的成员方法呢？我们在子类中新添加一个sleep方法

class Animal {
    String name;
    int age;
    //构造方法
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃食物~~~");
    }
}
class Cat extends Animal {
    //构造方法
    public Cat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    //新添加的子类方法
    public void sleep() {
        System.out.println(this.name + "正在睡觉......");
    }
}

我们尝试用上述过程来调用以下子类的中的方法：

    public static void main(String[] args) {       
        Animal animal = new Cat("橘猫",2);
        animal.eat();
        animal.sleep();   
    }

但是等我们写好了后，就会发现编译器报错了 

也就是说：

使用向上转型后，我们可以正常调用父类中的成员方法，但是不能调用子类中自己的方法

但是要解决上述问题还是很简单的，当我们在子类中重写父类方法后，我们就可以调用子类方法了，这也就是我们多态的实现

class Animal {
    String name;
    int age;
    //构造方法
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃食物~~~");
    }
    public void sleep() {
    }
}
class Cat extends Animal {
    //构造方法
    public Cat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void sleep() {
        System.out.println(this.name + "正在睡觉......");
    }
}
    public static void main(String[] args) {
        
        Animal animal = new Cat("橘猫",2);
        animal.eat();
        animal.sleep();
        
    }

现在我们就可以正常调用输出了：

总结：

当我们通过向上转型新建了一个对象后，我们可以通过这个对象来访问父类中的方法，但是不能访问子类中自己的方法，除非我们在子类中重写父类方法，也就是说当一个方法只有在父类和子类中都出现的情况下，我们才能访问子类中的这个方法

通过向上转型新建的对象可以访问的方法范围是：

  • 父类有 子类没有
  • 父类有 子类也有 

不能访问的范围是：

  • 父类没有 子类也没有
  • 父类没有 但子类有 

通过传参

class Animal {
    String name;
    int age;
    //构造方法
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃食物~~~");
    }
}
class Dog extends Animal {
    //构造方法
    public Dog(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void eat(){
        System.out.println(this.name + "正在吃狗粮~~~");
    }
}
class Cat extends Animal {
    //构造方法
    public Cat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void eat(){
        System.out.println(this.name + "正在吃猫粮~~~");
    }
}
    public static void fun(Animal animal) {
        animal.eat();
    }
fun(new Dog("哈士奇",2));
fun(new Cat("橘猫",2));

 我们通过一个方法来接受一个父类对象，然后通过这个父类对象来调用eat方法，当我们传入的参数是一个子类对象的时候，就相当于我们用父类对象做参数来接到了子类对象，也就是发生了向上转型

输出结果：

通过返回值

class Animal {
    String name;
    int age;
    //构造方法
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃食物~~~");
    }
}
class Dog extends Animal {
    //构造方法
    public Dog(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void eat(){
        System.out.println(this.name + "正在吃狗粮~~~");
    }
}
class Cat extends Animal {
    //构造方法
    public Cat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void eat(){
        System.out.println(this.name + "正在吃猫粮~~~");
    }
}

    public static Animal fun1(Animal animal) {
        return new Cat("布偶",3);
    }
    public static Animal fun2(Animal animal) {
        return new Dog("哈士奇",2);
    }

我们用父类对象做返回值类型，但是我们返回的是子类对象，这也就相当于发生了向上转型

向上转型的优点：让代码实现更简单灵活。
向上转型的缺陷：不能调用到子类特有的方法 

二.向下转型

将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用，再无法调用子类的方法，但有时候可能需要调用子类特有的方法，此时：将父类引用再还原为子类对象即可，即向下转换

 

class Animal {
    String name;
    int age;
    //构造方法
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃食物~~~");
    }
    public void sleep() {
    }
}
class Cat extends Animal {
    //构造方法
    public Cat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void sleep() {
        System.out.println(this.name + "正在睡觉......");
    }
}
public class Test_4 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Cat("橘猫",2);
        Cat cat = new Cat("布偶",2);
        animal.eat();
        animal.sleep();
        cat = (Cat)animal;
        cat.eat();
        cat.sleep();
    }
}

 输出结果：

instanceof 

向下转型用的比较少，而且不安全，万一转换失败，运行时就会抛异常。Java中为了提高向下转型的安全性，引入了 instanceof  ，如果该表达式为true，则可以安全转换 

public static void main(String[] args) {
    Cat cat = new Cat("元宝",2);
    Dog dog = new Dog("小七", 1);
    // 向上转型
    Animal animal = cat;
    animal.eat();
    animal = dog;
    animal.eat();
    if(animal instanceof Cat) {
        cat = (Cat)animal;
    }
    if(animal instanceof Dog) {
        dog = (Dog)animal;
    }
}

对于instanceof的详细信息可以查看官方资料：

 Chapter 15. Expressions (oracle.com)

 

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