Java SE之向上转型(动态绑定)与向下转型

【Keywords】：向上转型 向下转型 动态绑定[1] 静态绑定
【Abstract】：Java调用对象方法时，一般采用运行时绑定机制。[1]
         在程序运行时，采用动态绑定意味着：虚拟机将调用对象实际类型所限定的方法。
         向上转型要点：
           1.定义父类对象指向子类对象。
           2.理解动态绑定。
           3.转型后的父类实例仅可以调用子类继承父类的方法和属性；
           4.转型后的父类实例优先调用子类继承的方法，其次优先调用父类固有方法。                  

         向下转型要点：
           1.向下转型建立在向上转型的基础上[否则：转型不安全]
           2.向下转型时必须进行强制转换。
           3.父类对象（即被转型实例）强制转换类型必须与转型后的实例类型相同。[见示例5]

两种转型区别：

若想操作拥有共同父类的不同（子）类们的实例，就向上转型；

若想当成指定的具体的子类的实例，就向下转型。

越向上，概念越模糊，可以代表多种不同的类的实例，

越向下，概念越具体详细，可以代表特定的类的实例。

向上转型

1.定义：子类到父类的转换通常称作向上转型，通俗的说就是定义父类对象指向子类对象。

public class Father {
　　public void method() {
　　　 System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());
　　}
}
　　
public class Son extends Father {
　　public static void main(String[] args) {
　　　 Father sample = new Son();//向上转型
　　　 sample.method();
　　}
}

结果1：

　　父类方法，对象类型：class samples.Son

　　这个结果没有疑问，声明的是父类的引用（句柄），但准确的调用了子类的对象，调用method，在子类中没有该方法，所以去父类中寻找到并调用之。  
      
2.Question：子类对象向上转型为父类实例后，调用的是父类方法，还是子类方法？

Answer：

　　　　　　当子类重写了父类方法，向上造成后调用的是子类方法

　　  子类没有重写父类方法，向上转型后调用的是父类方法。
示例2：

package test;  

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args)  {
        A k=new B();
        k.sayHi();
        k.hello();
    }
    }
class A {
    public void sayHi(){
        System.out.println("我是父类");
    }
    public void hello(){
        System.out.println("我是父类hello");
    }
}
class B extends A{
    public void sayHi(){
        System.out.println("我是子类");
    }
}

输出结果：

我是子类
我是父类hello

示例3：

package test;
class Animal {  

    public void eat(){
        System.out.println("animal eatting...");
    }
}
class Bird extends Animal{  

    public void eat(){
        System.out.println("bird eatting...");
    }  

    public void fly(){  

        System.out.println("bird flying...");
    }
}
public class HelloWorld{  

    public static void main(String[] args) {  

        Animal b=new Bird(); //向上转型
        b.eat();   

        //! error: b.fly(); b虽指向子类对象，但此时丢失fly()方法  

        /*b实际指向的是Bird子类，故调用时会调用子类本身的方法。 

        需要注意的是向上转型时b会遗失除与父类对象共有的其他方法。如本例中的fly方法不再为b所有。*/  

    }  

}

　

向下转型

向下转型：将一个指向子类对象的父类引用赋给一个子类的引用，称为向下转型。注意:必须进行强制类型转换。

(应用目标场景):上面已经说到，当向上转型发生后，将无法调用子类特有的方法。但是当需要调用子类特有的方法时，可以通过将父类在转换为子类来实现。

要点：
  1.向下转型建立在向上转型的基础上[否则：转型不安全]
  2.向下转型时必须进行强制转换。
  3.父类对象（即被转型实例）强制转换类型必须与转型后的实例类型相同。[见示例5]

详解：

1.正确的向下转型

Fruit a=new Apple(); //向上转型
                    a.myName(); 
                    Apple aa=(Apple)a; //向下转型,编译和运行皆不会出错(正确的)
                    aa.myName();
                    aa.myMore();

a指向子类的对象，所以子类的实例aa也可以指向a啊~~

向下转型后因为都是指向子类对象，所以调用的当然全是子类的方法~~

2.不安全的向下转型

Fruit f=new Fruit();
               Apple aaa=(Apple)f; //-不安全的---向下转型,编译无错但会运行会出错
               aaa.myName();
               aaa.myMore();

f是父类对象，子类的实例aaa肯定不能指向父类f啊~~~

3.Java为了解决不安全的向下转型问题，引入泛型的概念

示例4：

[java] view plain copy
package com.sheepmu;
 class Fruit
  {
    public void myName()
    {
        System.out.println("我是父类  水果...");
    }
}  

class Apple extends Fruit
{
    @Override
    public void myName()
    {
        System.out.println("我是子类  苹果...");
    }
    public void myMore()
    {
        System.out.println("我是你的小呀小苹果~~~~~~");
    }
}  

public class Sys{
    public static void main(String[] args) {
        Fruit a=new Apple(); //向上转型
        a.myName();  

        Apple aa=(Apple)a; //向下转型,编译和运行皆不会出错(正确的)
        aa.myName();//向下转型时调用的是子类的
        aa.myMore();;  

        Fruit f=new Fruit();
        Apple aaa=(Apple)f; //-不安全的---向下转型,编译无错但会运行会出错
        aaa.myName();
        aaa.myMore();
    }
}

输出：

我是子类  苹果...
我是子类  苹果...
我是你的小呀小苹果~~~~~~
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.sheepmu.Fruit cannot be cast to com.sheepmu.Apple
at com.sheepmu.Sys.main(Sys.java:30)

示例5：

public class Test{ 
   Animal animal=new Dog(); 
   Dog dog=(Dog)animal;//向下转型，强制转换为狗狗对象 
   Cat cat=(Cat)animal;//运行出错
}

注解：

[1]运行时绑定也叫动态绑定，它是一种调用对象方法的机制。Java调用对象方法时，一般采用运行时绑定机制。

　　1．Java的方法调用过程

　　编译器查看对象的声明类型和方法名（对象变量的声明类型）。通过声明类型找到方法列表。

　　编译器查看调用方法时提供的参数类型。

　　如果方法是private、static、final或者构造器，编译器就可以确定调用那个方法。这是静态绑定。

　　如果不是上述情况，就要使用运行时（动态）绑定。在程序运行时，采用动态绑定意味着：虚拟机将调用对象实际类型所限定的方法。

　　2．运行时（动态）绑定的过程

　　虚拟机提取对象的实际类型的方法表；

　　虚拟机搜索方法签名；

　　调用方法。

　　注意，这里说的是对象的实际类型。即在多态的情况下，虚拟机可以找到所运行对象的真正类型。

参考文档：

Java面向对象向上转型和向下转型有什么区别？

1.【java】向上转型和向下转型:http://blog.csdn.net/lzm18064126848/article/details/47953203

2.【java】深入向上转型(动态绑定) :http://blog.csdn.net/lzm18064126848/article/details/53872332

3.Java向上转型和向下转型（附详细例子):http://blog.csdn.net/sheepmu/article/details/38327205
4.Java中的向上转型和向下转型: http://www.cnblogs.com/heyongjun1997/p/5409230.html