Java中向下转换对象的规则

类型转换是最重要的概念之一，它基本上处理隐式或显式将一种数据类型转换为另一种数据类型。在本文中，讨论了对象向下转换的概念。它将持有子对象的父引用变量放到子引用变量中。向下转换不能是隐式的。向下转换的语法是：

Type_A ref1 = new Type_B();
Type_C ref2 = (Type_D) ref1;

在此语句中，执行了两个操作：

1. 将 ref1 引用的对象转换为类型 D
2. 将此转换后的 D 类型对象分配给 C 类型的引用变量

如果向下转换成功与否，将检查 3 条规则。规则如下所述：

1.检查有效转换

为了使转换有效，类型 A 和类型 D 之间必须有关系。这种关系可以是类型 A 是类型 D 的父级，或者类型 D 是类型 A 的父级，或者类型 A = 类型 D。如果没有这种关系，则会出现编译时错误。该规则由编译器检查，因此它不考虑在 ref1 中创建的对象的类型，即它只考虑类型 A 和类型 D，而不考虑类型 B（这是创建的运行时对象的实际类型）。考虑到这个规则，让我们看看一些满足条件的语句。

Object ref1 = new String();
String ref2 = (String) ref1; // satisfy rule 1
ref1 is of Object type which is parent of String

Object ref1 = new String();
Integer ref2 = (Integer) ref1 ; // satisfy rule 1
ref1 is of Object type which is parent of Integer

String ref1 = new String();
String ref2 = (String) ref1 ; // satisfy rule 1
ref1 is of String type which is same

String ref1 = new String();
String ref2 = (Object) ref1 ; // satisfy rule 1
ref1 is of String type which is child of Object 

String ref1 = new String();
String ref2 = (Integer) ref1; // doesn't satisfy rule 1
ref1 is of String type which is not related to Integer 
Error: incompatible types: String cannot be converted to Integer

2.检查一个有效的分配

在向下转换之后，对象的类型将被键入 D。我们知道一个对象可以被相同类型或它的父对象引用。这就引出了第二条规则，即 ref2 的类型，C 类型必须是父类型或与 D 类型相同。如果不满足此规则，则编译器将抛出错误。考虑到这个规则，让我们看看一些满足条件的语句。

Object ref1 = new String();
Object ref2 = (String) ref1 ; // satisfy rule 1 & rule 2
downcasted object of String type is referred by parent type Object

Object ref1 = new String();
Integer ref2 = (Integer) ref1; // satisfy rule 1 & rule 2
downcasted object of Integer type is referred by same type

Object ref1 = new String();
String ref2 = (Object) ref1; // satisfy rule 1 but not rule 2
downcasted object of Object type is referred by child class type String
Error: incompatible types: Object cannot be converted to String

String ref1 = new String();
Integer ref2 = (Integer) ref1; // doesn't satisfy rule 1 & rule 2
downcasted object of Integer type is referred by unrelated class type String
Error: incompatible types: String cannot be converted to Integer

3.检查对象的运行时类型的兼容性

如果我们注意到以上两点，它们仅涵盖引用类型和转换类型。我们试图向下转换的对象的实际运行时类型尚未考虑在内。 JVM 现在将考虑此运行时类型来检查有效性。子类对象可以转换为同一个类或父类。这就引出了第三条运行时规则，即类型 D 必须是 ref1 的运行时类型（即类型 B）的父级或相同类型。如果此条件失败，JVM 将在运行时抛出 ClassCastException。考虑到这个规则，让我们看看一些满足条件的语句。

Object ref1 = new String();
Object ref2 = (String) ref1 ; // satisfy rule 1, rul2  & rule 3
downcasted object of String type is same as runtime type String

Object ref1 = new Integer();
Object ref2 = (Number) ref1 ; // satisfy rule 1, rul2  & rule 3
downcasted object of Number type is same parent of runtime type Integer

Object ref1 = new String();
Integer ref2 = (Integer) ref1; // satisfy rule 1, rule 2 but not rule 3
downcasted object of Integer type is not same or parent of runtime type String
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class java.lang.String cannot be cast to class java.lang.Integer