Java 类转换规则答案

【问题标题】：Java Class Casting RulesJava 类转换规则
【发布时间】：2018-10-05 05:05:13
【问题描述】：

    public static void main(String[] args) {
       new Redwood().go();
    }
    void go() {
       go2(new Tree(), new Redwood());
       go2((Redwood) new Tree(), new Redwood());
    }
    void go2(Tree t1, Redwood r1) {
       Redwood r2 = (Redwood)t1;
       Tree t2 = (Tree)r1;
    }
}

给定类 Redwood extends Tree，main() 方法在 Redwood 中，Tree 是一个只有默认构造函数的空类；这个考试问题的答案是“当代码尝试将 Tree 向下转换为 Redwood 时，将引发 ClassCastException。”

我想知道抛出异常的原因和位置。根据我的理解，您可以声明 Tree t1 = new Redwood() 那么为什么我不能直接将 Tree 转换为 Redwood？

【问题讨论】：

因为每只腊肠犬都是狗，但不是每只狗都是腊肠犬。
@Loc 为什么不是“Java 转换规则”？它是在 JLS 中定义的，所以它是 Java，它是规则，它是关于强制转换的。

标签： java class inheritance casting polymorphism

【解决方案1】：

通过使用强制转换，您实际上是在告诉编译器“相信我。我是专业人士，我知道自己在做什么，而且我知道尽管您不能保证，但我告诉您，这树变量肯定会是红木。”

由于树实际上不是红木（它是一棵树，您可以执行 Tree tree = new Redwood(); 它会是一棵红木）VM 在运行时抛出异常，因为您违反了该信任（你告诉编译器一切都会好起来的，但事实并非如此！）

编译器比盲目地接受所有东西要聪明一点，如果你尝试将对象转换为不同的继承层次结构（例如将红木转换为字符串），那么编译器会将它扔给你，因为它知道永远不可能可能工作。

因为您实际上只是在阻止编译器抱怨，所以每次您进行强制转换时，重要的是检查您不会在 if 语句中使用 instanceof（或类似的东西）导致 ClassCastException。

参考http://www.xyzws.com/Javafaq/why-down-casting-throws-classcastexception/125

【讨论】：

【解决方案2】：

每个Redwood 都是Tree。这就是Tree t2 = (Tree) r1; 起作用的原因。

并非每个Tree 都是Redwood。这就是为什么如果t1 是Tree 而不是Redwood，Redwood r2 = (Redwood) t1; 将不起作用。

更正式的，见JLS §5.1.6：

六种转换称为缩窄参考转换：

从任何引用类型 S 到任何引用类型 T，前提是 S 是 T 的适当超类型（第 4.10 节）。

一个重要的特殊情况是从类类型 Object 到任何其他引用类型的缩小引用转换（第 4.12.4 节）。

从任何类类型 C 到任何非参数化接口类型 K，前提是 C 不是 final 且不实现 K。

从任何接口类型 J 到任何非 final 的非参数化类类型 C。

从任何接口类型 J 到任何非参数化接口类型 K，前提是 J 不是 K 的子接口。

从接口类型 Cloneable 和 java.io.Serializable 到任何数组类型 T[]。

从任何数组类型 SC[] 到任何数组类型 TC[]，前提是 SC 和 TC 是引用类型，并且存在从 SC 到 TC 的缩小引用转换。

此类转换需要在运行时进行测试，以确定实际参考值是否是新类型的合法值。如果没有，则抛出 ClassCastException。

【讨论】：

?我认为你的演员表和变量倒退了。
@AJNeufeld 啊，是的，你是对的。谢谢，已更正。
但是 t1 是一棵树，并且在 Redwood r2 = (Redwood) t1 中被转换为 Redwood？
@CianBarrett 不确定你在问什么，但如果t1 不是Redwood 的实例，Redwood r2 = (Redwood) t1; 会抛出 CCE。
@lexicore 抱歉，在您进行编辑之前，我已经写过了！感谢您的澄清！

【解决方案3】：

仅仅是因为每棵红木都是一棵树，但每棵树都不是红木。编译器足够聪明，可以保护您的程序做错事。

【讨论】：

【解决方案4】：

Tree 类型的变量不包含Tree 类型的对象；相反，它持有null 或一个对象的reference，该对象保证可用作Tree 对象。 Redwood 类型的变量也是如此。

因为Redwood 继承自Tree，所以保证Redwood 对象可用作Tree 对象，并且Tree 类型的变量可能持有对此类对象的引用。如果尝试将Tree 类型的变量转换为Redwood 类型的变量，则如果该变量持有null [因为Redwood 类型的变量可以持有null]，则这种转换将成功，或者如果变量包含对可用作 Redwood 的对象的引用 [因为该类型的变量可以包含任何此类引用]，但如果变量包含对不可用作 @ 的对象的引用，则会失败987654337@ [Redwood 类型的变量不能保存对此类对象的引用]。

请注意，如果您尝试强制转换 new 表达式的结果，系统将表现得好像该结果存储在临时变量中，并且已应用强制转换。无论变量是否有任何方式可以实际保存对可用作Redwood 的对象的引用，编译器仍可能表现得好像该变量可能持有或可能不持有这样的引用，只是发现它没有't 当代码执行时。

【讨论】：