Java 向上转型与向下转型详解

转型概念

向上转型指的是子类对象到父类对象的转换，也可以说是父类引用指向子类对象。向下转型则是父类对象向子类对象的转换，即子类引用指向父类对象。

在 Java 中，由于类之间存在继承关系，因此父类对象可以引用子类对象，但是这个引用过程必须经过向上转型，否则会出现编译错误。

当子类对象进行向上转型后，子类对象身上会被截取掉一部分与父类不同的属性和方法，在使用时只能调用父类中包含的所有属性和方法，而不能调用子类特有的属性和方法，否则编译会出现错误。

而向下转型则是将父类对象重新转换为子类对象，以便于调用子类特有的属性和方法。

向上转型示例

public class Parent {
    public void method() {
        System.out.println("这是父类的方法");
    }
}

public class Child extends Parent {
    public void method() {
        System.out.println("这是子类重写的方法");
    }
    public void childMethod() {
        System.out.println("这是子类特有的方法");
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Parent parent = new Child();    // 子类对象向上转型
    parent.method();    // 调用父类方法
}

在上面的示例中，首先定义了一个父类 Parent 和一个子类 Child，子类继承了父类。在主函数中，创建了一个子类对象，然后用父类的引用来引用它，这个过程就是向上转型。在调用方法时，调用了父类中的方法，因此打印结果为： 这是子类重写的方法。

向下转型示例

public static void main(String[] args) {
    Parent parent = new Child();    // 子类对象向上转型
    // 父类对象向下转型
    if (parent instanceof Child) {
        Child child = (Child) parent;
        child.childMethod();    // 调用子类特有的方法
    }
}

在上面的示例中，首先依然是定义了一个父类 Parent 和一个子类 Child，子类继承了父类。然后在主函数中，创建了一个子类对象，然后用父类的引用来引用它，这个过程就是向上转型。接着，用 instanceof 进行类型判断，判断 parent 是否为 Child 类型。如果是，就将 parent 进行向下转型，并调用子类特有的方法 childMethod()。

需要注意的是，由于向下转型是非常危险的操作，当我们强制将父类对象转换为子类对象时，必须要确保父类对象本身就是一个子类对象。否则，在运行时程序会抛出 ClassCastException 异常。为了避免这种情况，我们需要在向下转型之前进行类型判断。

总结

• 向上转型是安全的操作，可以直接将子类对象赋值给父类引用。
• 向下转型是有风险的操作，在转换时需要进行类型判断。
• 向上转型与向下转型都十分灵活，运用灵活的转型能力可以写出非常优雅的代码。