类型不匹配与 ArrayLists 中的多态性

Question

这是我的代码：-

ArrayList<animal> myanimals = new ArrayList<animal>();
dog adog = new dog();
myanimals.add(adog);
System.out.println("" + myanimals.get(0).getClass());
dog newdog = myanimals.get(0);

我创建了一个 animals(superclass) 的ArrayList 作为myanimals 并存储了一个 dog(subclass) 作为第一个元素。然后myanimals.get(0) 返回一个狗类型的对象。当这个狗类型对象在语句dog newdog = myanimals.get(0) 中被狗类型引用引用时，它会显示错误消息：

类型不匹配，无法从动物转换为狗。

为什么会这样？

Answer 1

方法调用myanimals.get(0) 返回Animal 类型的对象引用。尝试 Typecasating 将 Animal 作为 dog 像：-

dog newdog = (dog)myanimals.get(0);

编辑 1：您询问了以下行的输出

System.out.println(myanimals.get(0).getClass());

这实际上打印出dog。为什么 ？让我们来看看。

你认为下面的程序应该输出什么：

animal a = new dog();
System.out.println(a.getClass());

这会按预期打印出dog。但这并不意味着我们可以这样做：-

animal a = new dog();
dog d = a;

这会引发 Compile-Time 错误。同样是你的情况的问题。据说ArrayList 包含animal。因此，即使您向其添加了dog，它也会返回animal。

Answer 2

基本上，ArrayList 的类型是animal，您可以在其中添加任何种类的动物，不仅是狗，还包括猫、老鼠和鹦鹉。虽然在您的情况下基础类型确实是 dog，但您不能安全地知道这一点。否则，您会遇到这种情况下的运行时异常：

ArrayList<Animal> myanimals = new ArrayList<Animal>();
Cat myCat = new Cat();
myanimals.add(myCat);
System.out.println("" + myanimals.get(0).getClass());
Dog newdog = myanimals.get(0); // <-- this would be runtime exception if Java compiler allowed this

Answer 3

Java 是一种静态类型语言。 IE。 Java 编译器根据源代码检查代码是否存在类型不匹配。你的源代码说，myanimals.get(0) 是动物类型。

继承是一种“IS-A”关系，即 Dog IS-A Animal，可用作 Animal 类型变量的值。但相反的情况并非如此：Animal 不是 IS-A Dog，它只是可能（这使得铸造成为可能 - 稍后会详细介绍）。这就是你得到类型不匹配的原因。

只是在运行时，在你的源代码被编译成字节码（并且泛型类型被删除）很久之后，myanimals.get(0).getClass() 似乎是巧合的 Dog。编译器以前无法知道这一点。

这是有道理的：它可以防止静态分析可能捕获的运行时错误。

但你，开发者，肯定知道myanimals.get(0).getClass() 在运行时将是 Dog 类型，所以你可以像 Shashwat 的回答那样承担责任并应用强制转换。编译器仍然会检查这种转换是否可能，如果是的话 - 它会相信你的话。