引用类型的扩展和收缩

你好！在之前的一讲中，我们讨论了原始类型的转换。让我们简单回忆一下我们正在谈论的内容。 我们根据原始类型（在本例中为数字）占用的内存量将它们表示为嵌套娃娃。您还记得，无论是在现实生活中还是在 Java 编程中，将较小的嵌套娃娃放入较大的嵌套娃娃中都是很简单的。

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
        short smallNumber = 100;
        int bigNumber =  smallNumber;
        System.out.println(bigNumber);
   }
}

这是自动转换或扩展 的示例。它会自行发生，因此无需编写额外的代码。最后，我们并没有做任何不寻常的事情：我们只是将一个较小的嵌套娃娃放入一个较大的嵌套娃娃中。如果我们反其道而行之，将一个大的俄罗斯套娃放入一个较小的俄罗斯套娃中，那就是另一回事了。这在生活中是做不到的，但是在编程中却可以做到。但有一点需要注意。如果我们尝试将一个值int放入变量中short，则不会那么容易。毕竟，变量只能容纳 16 位信息short，但值却int需要 32 位！结果，传输的值将会失真。编译器会给我们一个错误（“伙计，你正在做一些可疑的事情！ ”），但是如果我们明确指定我们将值转换为什么类型，它仍然会执行这样的操作。

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int bigNumber = 10000000;

       bigNumber = (short) bigNumber;

       System.out.println(bigNumber);

   }

}

在上面的例子中，我们就是这样做的。操作已完成，但由于short32 位中只有 16 位适合该变量，因此最终值被扭曲，结果我们收到了数字-27008。此操作称为显式转换或缩小。

引用类型的扩展和收缩示例

现在我们将讨论相同的操作，但不适用于基本类型，而是适用于对象和引用变量！这在 Java 中是如何工作的？其实很简单。有些对象彼此不相关。假设它们不能显式或自动地相互转换是合乎逻辑的：

public class Cat {
}

public class Dog {
}

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Cat cat = new Dog();//error!

   }

}

当然，我们会得到一个错误。这些类彼此不相关，我们也没有编写一个从一个类到另一个类的“转换器” Cat。Dog从逻辑上讲，我们无法做到这一点：编译器不知道如何在这些对象之间进行转换。如果物体相互连接那就是另一回事了！如何？首先，使用继承。让我们尝试创建一个带有继承的小型类系统。我们将有一个代表动物的通用类：

public class Animal {

   public void introduce() {

       System.out.println("i'm Animal");
   }
}

如您所知，动物有家养动物和野生动物：

public class WildAnimal extends Animal {

   public void introduce() {

       System.out.println("i'm WildAnimal");
   }
}

public class Pet extends Animal {

   public void introduce() {

       System.out.println("i'm Pet");
   }
}

以狗为例——一只家狗和一只土狼：

public class Dog extends Pet {

   public void introduce() {

       System.out.println("i'm Dog");
   }
}





public class Coyote extends WildAnimal {

   public void introduce() {

       System.out.println("i'm Coyote");
   }
}

我们的类故意是最原始的，以使它们更容易被感知。我们这里并不真正需要字段，一种方法就足够了。让我们尝试运行以下代码：

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Animal animal = new Pet();
       animal.introduce();
   }
}

你认为控制台会输出什么？introduce类Pet或类方法会起作用吗Animal？在继续阅读之前尝试证明你的答案是正确的。这就是结果！ 我是 Pet 为什么答案是这样的？这很简单。我们有一个父变量和一个子对象。通过写：

Animal animal = new Pet();

我们扩展了引用类型Pet并将其对象存储在变量中Animal。与原始类型一样，Java 中引用类型的扩展是自动完成的。无需为此编写额外的代码。现在我们有一个子对象附加到父引用，结果我们看到该方法在子类上被调用。如果您仍然不完全理解这段代码的工作原理，请用简单的语言重写它：

Животное животное = new ДомашнееЖивотное();

这没有问题，对吧？想象一下这是现实生活，本例中的链接是一个简单的纸质标签，上面写着“动物”。如果你把这样一张纸贴在任何宠物的项圈上，一切都会好起来的。任何宠物仍然是动物！相反的过程，即沿着继承树向下移动到继承人，是一个缩小范围：

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       WildAnimal wildAnimal = new Coyote();

       Coyote coyote = (Coyote) wildAnimal;

       coyote.introduce();
   }
}

正如您所看到的，这里我们明确指出我们要将对象转换为哪个类。以前我们有一个变量WildAnimal，现在有Coyote，它沿着继承树向下移动。从逻辑上讲，如果没有明确指示，编译器不会跳过此类操作，但如果您在括号中指定类型，则一切都会起作用。 让我们看另一个更有趣的例子：

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Pet pet = new Animal();//error!
   }
}

编译器会抛出错误！是什么原因？ 事实上，您正在尝试将父对象分配给子变量。 换句话说，你想要这样做：

ДомашнееЖивотное домашнееЖивотное = new Животное();

但如果我们明确指出我们试图转换的类型，我们就会成功吗？数字看起来很有效，让我们试试吧！:)

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Pet pet = (Pet) new Animal();
   }
}

线程“main”中出现异常 java.lang.ClassCastException：动物无法转换为 Pet 错误！这次编译器没有抱怨，但结果我们收到了一个异常。我们已经知道原因：我们正在尝试将父对象分配给子变量。事实上，为什么不能这样做呢？ 因为并非所有动物都是宠物。 您创建了一个对象Animal并尝试将其分配给一个变量Pet。但是，例如，土狼也是家畜Animal，但它不是。Pet换句话说，当你写：

Pet pet = (Pet) new Animal();

new Animal()任何动物都可以 在那里，而且不一定是家养的！当然，你的变量Pet pet只适合存储宠物（及其后代），而不适合所有人。因此，对于这种情况，Java 中创建了一个特殊的异常——ClassCastException转换类时出错。让我们再说一遍，以便更清楚。父变量（引用）可以指向后代类的对象：

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Pet pet =  new Pet();
       Animal animal = pet;

       Pet pet2 = (Pet) animal;
       pet2.introduce();
   }
}

例如，我们在这里不会有任何问题。我们有一个Pet由链接指向的对象Pet。然后一个新的链接开始指向同一个对象Animal。之后我们将其转换animal为Pet. 顺便问一下，我们为什么要这样做？上次我们有一个例外！因为这次我们的原始对象是Pet pet！

Pet pet =  new Pet();

在前面的示例中，它是一个对象Animal：

Pet pet = (Pet) new Animal();

后代变量不能分配给祖先对象。相反，你可以做到。