Java向下轉型的意義

標籤：誤區   rgs   過程   blog   main   boot   說明   完成   執行個體   

一開始學習 Java 時不重視向下轉型。一直搞不清楚向下轉型的意義和用途，不清楚其實就是不會，那開發的過程肯定也想不到用向下轉型。

其實向上轉型和向下轉型都是很重要的，可能我們平時見向上轉型多一點，向上轉型也比較好理解。 
但是向下轉型，會不會覺得很傻，我是要用子類執行個體對象，先是產生子類執行個體賦值給父類引用，在將父類引用向下強轉給子類引用，這不是多此一舉嗎？我不向上轉型也不向下轉型，直接用子類執行個體就行了。 
我開始學習Java時也是這麼想的，這誤區導致我覺得向下轉型就是沒用的。 
隨著技術的提升，我在看開源的項目學習，發現很多地方都用了向下轉型的技術，這就讓我重視了起來，想要重新來複習（學習）這個知識點。也是搜尋了許多部落格文章，但都沒具體說明向下轉型，只是給了例子示範怎麼使用，反而是向上轉型講了一堆（可能是我沒找到）。

這篇部落格就是講向下轉型的，那我們就來學習下向下轉型，瞭解下這種特性的意義和使用情境

建立一個電子產品介面，如下：

public interface Electronics{}

很簡單，什麼方法都沒有。

建立一個Thinkpad筆記本類，並實現電子產品介面：

public class Thinkpad implements Electronics{    //Thinkpad引導方法    public void boot(){        System.out.println("welcome,I am Thinkpad");            }    //使用Thinkpad編程      public void program(){        System.out.println("using Thinkpad program");    }}

建立一個Mouse滑鼠類，並實現電子產品介面：

public class Mouse implements Electronics{    //滑鼠移動    public void move(){        System.out.println("move the mouse");           }    //滑鼠點擊      public void onClick(){        System.out.println("a click of the mouse");    }}

建立一個Keyboard鍵盤類，並實現電子產品介面：

public class Keyboard implements Electronics{    //使用鍵盤輸入        public void input(){        System.out.println("using Keyboard input");    }}

這裡子類比較多，是為了更好的理解。每個類的方法的邏輯實現也很簡單。列印了一行資訊

接下來，我們想象一個情景：我們去商城買電子產品，電子產品很多吧，比如膝上型電腦，滑鼠，鍵盤，步步高點讀機哪裡不會點哪裡，我們用的手機，等等，這些都屬於電子產品。電子產品是抽象的。好，那麼我們決定買一台Thinkpad，一個滑鼠和一個鍵盤。 
這時，我們需要一個購物車來裝這些電子產品吧。我們可以添加進購物車，然後通過購物車還能知道存放的電子產品數量，能拿到對應的電子產品。 
那麼，一個購物車類就出來了，如下：

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class ShopCar{    private List<Electronics> mlist = new ArrayList<Electronics>();    public void add(Electronics electronics){        mlist.add(electronics);    }    public int getSize(){        return mlist.size();    }    public Electronics getListItem(int position){        return mlist.get(position);    }}

List 集合是用來存放電子產品的，add 方法用來添加電子產品到購物車，getSize 方法用來擷取存放的電子產品數量，getListItem 方法用來擷取相應的電子產品。

可以看到 List<Electronics> 用了泛型的知識，至於為什麼要用泛型？這個不做介紹了，泛型很重要的。 
而我覺得比較疑惑的是為什麼是放 Electronics 的泛型，而不是放Thinkpad，Mouse，Keyboard，Phone等？ 
那麼如果是List<Thinkpad>，肯定是放不進滑鼠Mouse的吧，難道要產生3個集合？這裡是定義了3個電子產品類，但是我如果有100種電子產品呢，要定義100個集合? 
這太可怕了。所以之前，我們寫了一個Electronics介面，提供了一個Electronics的標準，然後讓每一個Electronics子類都去實現這個介面。

實際上這裡又涉及到了向上轉型的知識點，我們雖然在add 方法將子類執行個體傳了進來存放，但子類執行個體在傳進去的過程中也進行了向上轉型 
所以，此時購物車裡存放的子類執行個體對象，由於向上轉型成Electronics，已經丟失了子類專屬的方法，以上述例子來分析，Thinkpad執行個體就是丟失了boot() 和program() 這兩個方法，而Mouse執行個體就是丟失了move()和onClick()這兩個方法

但是實際使用Thinkpad或Mouse或Keyboard時，這種情況肯定不是我們想要的

接著我們寫一個測試類別 Test 去測試購物車裡的電子產品。

測試類別 Test 如下：

public class Test{    public static final int THINKPAD = 0;    public static final int MOUSE = 1;    public static final int KEYBOARD = 2;    public static void main(String[] args){        //添加進購物車        ShopCar shopcar = new ShopCar();        shopcar.add(new Thinkpad());        shopcar.add(new Mouse());        shopcar.add(new Keyboard());        //擷取大小        System.out.println("購物車存放的電子產品數量為 ——> "+shopcar.getSize());        //開始測試thinkpad電腦        Thinkpad thinkpad = (Thinkpad)shopcar.getListItem(THINKPAD);        thinkpad.boot();        thinkpad.program();        System.out.println("-------------------");        //開始測試Mouse滑鼠        Mouse mouse = (Mouse)shopcar.getListItem(MOUSE);        mouse.move();        mouse.onClick();        System.out.println("-------------------");        //開始測試Keyboard鍵盤        Keyboard keyboard = (Keyboard)shopcar.getListItem(KEYBOARD);        keyboard.input();    }}

運行： 

 

舉個例子分析就好

 

//開始測試thinkpad電腦Thinkpad thinkpad = (Thinkpad)shopcar.getListItem(THINKPAD);thinkpad.boot();thinkpad.program();

shopcar.getListItem(THINKPAD)這句代碼是擷取到Electronics類型的執行個體。不是Thinkpad的執行個體

通過向下轉型，賦值給子類引用

Thinkpad thinkpad = (Thinkpad)shopcar.getListItem(THINKPAD);

 

這樣子類執行個體又重新獲得了因為向上轉型而丟失的方法（boot 和program）

總結一下吧，很多時候，我們需要把很多種類的執行個體對象，全部扔到一個集合。（這句話很重要） 
在這個例子裡就是把Thinkpad筆記本，Mouse滑鼠，KeyBoard鍵盤等執行個體對象，全部扔到一個Shopcar購物車集合。 
但是肯定不可能給他們每個種類都用一個獨立的集合去存放吧，這個時候我們應該尋找到一個標準，介面就是一個標準。這些都是各種電子產品，抽象成電子產品。然後一個Electronics介面就出來了。 
在回到剛才，我們把很多種類的執行個體對象全部扔到一個集合。或許這樣比較好理解：把很多種類的子類執行個體對象全部扔到存放父類執行個體的集合。 
經過了這個過程，子類執行個體已經賦值給了父類引用（即完成了向上轉型），但很遺憾的丟失了子類擴充的方法。 
很好的是Java語言有個向下轉型的特性，讓我們可以重新獲得丟失的方法，即強轉回子類 
所以我們需要用到子類執行個體的時候，就從那個父類集合裡拿出來向下轉型就可以了，一樣可以使用子類執行個體對象

……

我在搜尋java向下轉型的意義時，得到一個比較好的答案是這樣的： 
最大的用處是java的泛型程式設計，用處很大，Java的集合類都是這樣的。

而在Android開發中，我們在Layout檔案夾，用xml寫的控制項。為什麼能在Activity等組件中通過 findViewById() 方法找到呢？為什麼 findViewById(R.id.textview) 方法傳入TextView的id後，還要轉型為TextView呢？這就是 Java 向下轉型的一個應用

Java向下轉型的意義