浅谈Java中向上造型向下造型和接口回调中的问题

最近回顾了一下java继承中的问题，下面贴代码：

public class Base {

protected String temp = "base";
public void fun(){
System.out.print("BASE fun()");
}

public static void main(String[] args) {
Base b =new Base();//实例化Base对象
b.fun();   //调用父类中fun()的方法
System.out.println(b.temp);//访问父类中的成员变量temp

/*****************************************************/
System.out.println("/***************/");
Son son = new Son();//实例化Son对象
son.fun();  //调用son的fun方法
System.out.println(son.temp);//访问son的成员变量temp

Son S_son=new Son();    //实例化Son对象
Base B_s =(Base)S_son;   //向上造型-----------相当于Base s =new Son();
B_s.fun();      //调用子类的fun()方法
System.out.println(B_s.temp);//访问父类的成员变量temp

/******************************************************/
System.out.println("/***************/");
Base s =new Son();//向上造型
s.fun();     //调用子类的方法
System.out.println(s.temp);//调用父类的成员变量temp

Base ba =new Son();
Son so = (Son)ba;      //向下造型
so.fun();       //调用子类的fun()方法
System.out.println(so.temp);//访问子类的成员变量temp
}
}
class Son extends Base{
protected String temp = "Son";
public void fun(){
System.out.print("SON fun()");
}
}

运行结果：

BASE fun()base
/***************/
SON fun()Son
SON fun()base
/***************/
SON fun()base
SON fun()Son

结论总结：

1、父类的引用变量可以指向子类对象，子类的引用变量不能指向父类对象。

2、向上造型（upcasting）：把子类对象直接赋给父类引用，向上转型不用强制转型。如：

Base base = new Son(); 向上造型–隐式

3、向下造型（downcasting）：把指向子类对象的父类引用赋给子类引用，要强制转型。

Base b= new Son();

Son s = (Son)base;----------向下造型–必须强制转换，且必须有继承关系

4、upcasting 会丢失子类特有的方法,但是子类overriding 父类的方法，子类对象去 调用方法有效

5、调用方法或成员变量的规律：

前提：子类存在重写方法，父类和子类中同时有相同名称的成员变量。

(1)当进行了向上造型的引用型变量—父类引用变量只能调用子类的重写方法，但父类的引用变量只能访问父类中的成员变量

(2)当进行了向下造型的引用型变量—子类引用变量只调用子类重写方法，子类的引用变量只能访问子类的成员变量。

(3)自己想了个通俗的说法，调用方法，得当前的引用变量指向的对象；调用变量，得看当前引用变量的类型。

即，调方法，看对象，调变量，看类型。（可以试验一下）

接口回调与向上造型

/**
* 接口回调，和向上造型的对比
* @author Character_Painter
*
*/
public class Inter extends Father implements Person,Teacher{
public void study(){
System.out.println("学习");
}
public void sleep(){
System.out.println("子类sleep()方法");
}

public static void main(String[] args) {
Father f = new Inter();
f.sleep();//向上转型---调用

Person p=new Inter();
p.eat(); //接口回调方法

Teacher t = new Inter();
t.teach(); //接口回调方法

}

@Override
public void eat() {
System.out.println("重写eat()方法");
}

@Override
public void teach() {
System.out.println("重写teache()方法");

}

}

interface Person{
public void eat();
}
interface Teacher{
public void teach();
}
class Father{
public void sleep(){
System.out.println("父类sleep()方法");
}
}

运行结果

子类sleep()方法

重写eat()方法

重写teache()方法

总结：

使用接口方式，其目的应该是实现多个父类型的方法实现，强调一个多种实现，而向上造型，针对的是一对一的继承关系，向上造型后，可以调用子类的重写的方法。这就是我认为他们的区别。

补充知识：Java向下转型的意义与塑型的三个方面

一开始学习 Java 时不重视向下转型。一直搞不清楚向下转型的意义和用途，不清楚其实就是不会，那开发的过程肯定也想不到用向下转型。

其实向上转型和向下转型都是很重要的，可能我们平时见向上转型多一点，向上转型也比较好理解。

但是向下转型，会不会觉得很傻，我是要用子类实例对象，先是生成子类实例赋值给父类引用，在将父类引用向下强转给子类引用，这不是多此一举吗？我不向上转型也不向下转型，直接用子类实例就行了。

我开始学习Java时也是这么想的，这误区导致我觉得向下转型就是没用的。

随着技术的提升，我在看开源的项目学习，发现很多地方都用了向下转型的技术，这就让我重视了起来，想要重新来复习（学习）这个知识点。也是搜索了许多博客文章，但都没具体说明向下转型，只是给了例子演示怎么使用，反而是向上转型讲了一堆（可能是我没找到）。

这篇博客就是讲向下转型的，那我们就来学习下向下转型，了解下这种特性的意义和使用场景

新建一个电子产品接口，如下：

public interface Electronics{

}

很简单，什么方法都没有。

新建一个Thinkpad笔记本类，并实现电子产品接口：

public class Thinkpad implements Electronics{

//Thinkpad引导方法
 public void boot(){
   System.out.println("welcome,I am Thinkpad");    
 }

//使用Thinkpad编程
 public void program(){
   System.out.println("using Thinkpad program");
 }
}

新建一个Mouse鼠标类，并实现电子产品接口：

public class Mouse implements Electronics{

//鼠标移动
 public void move(){
   System.out.println("move the mouse");    
 }

//鼠标点击
 public void onClick(){
   System.out.println("a click of the mouse");
 }
}

新建一个Keyboard键盘类，并实现电子产品接口：

public class Keyboard implements Electronics{

//使用键盘输入  
 public void input(){
   System.out.println("using Keyboard input");
 }
}

这里子类比较多，是为了更好的理解。每个类的方法的逻辑实现也很简单。打印了一行信息

接下来，我们想象一个情景：我们去商城买电子产品，电子产品很多吧，比如笔记本电脑，鼠标，键盘，步步高点读机哪里不会点哪里，我们用的手机，等等，这些都属于电子产品。电子产品是抽象的。好，那么我们决定买一台Thinkpad，一个鼠标和一个键盘。

这时，我们需要一个购物车来装这些电子产品吧。我们可以添加进购物车，然后通过购物车还能知道存放的电子产品数量，能拿到对应的电子产品。

那么，一个购物车类就出来了，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 集合是用来存放电子产品的，add 方法用来添加电子产品到购物车，getSize 方法用来获取存放的电子产品数量，getListItem 方法用来获取相应的电子产品。

可以看到 List<Electronics> 用了泛型的知识，至于为什么要用泛型？这个不做介绍了，泛型很重要的。

而我觉得比较疑惑的是为什么是放 Electronics 的泛型，而不是放Thinkpad，Mouse，Keyboard，Phone等？

那么如果是List<Thinkpad>，肯定是放不进鼠标Mouse的吧，难道要生成3个集合？这里是定义了3个电子产品类，但是我如果有100种电子产品呢，要定义100个集合?

这太可怕了。所以之前，我们写了一个Electronics接口，提供了一个Electronics的标准，然后让每一个Electronics子类都去实现这个接口。

实际上这里又涉及到了向上转型的知识点，我们虽然在add 方法将子类实例传了进来存放，但子类实例在传进去的过程中也进行了向上转型

所以，此时购物车里存放的子类实例对象，由于向上转型成Electronics，已经丢失了子类独有的方法，以上述例子来分析，Thinkpad实例就是丢失了boot() 和program() 这两个方法，而Mouse实例就是丢失了move()和onClick()这两个方法

但是实际使用Thinkpad或Mouse或Keyboard时，这种情况肯定不是我们想要的

接着我们写一个测试类 Test 去测试购物车里的电子产品。

测试类 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){

//添加进购物车
   ShopCar shopcar = new ShopCar();
   shopcar.add(new Thinkpad());
   shopcar.add(new Mouse());
   shopcar.add(new Keyboard());

//获取大小
   System.out.println("购物车存放的电子产品数量为 ——> "+shopcar.getSize());

//开始测试thinkpad电脑
   Thinkpad thinkpad = (Thinkpad)shopcar.getListItem(THINKPAD);
   thinkpad.boot();
   thinkpad.program();

System.out.println("-------------------");

//开始测试Mouse鼠标
   Mouse mouse = (Mouse)shopcar.getListItem(MOUSE);
   mouse.move();
   mouse.onClick();

System.out.println("-------------------");

//开始测试Keyboard键盘
   Keyboard keyboard = (Keyboard)shopcar.getListItem(KEYBOARD);
   keyboard.input();
 }

}

运行截图：

举个例子分析就好

//开始测试thinkpad电脑
Thinkpad thinkpad = (Thinkpad)shopcar.getListItem(THINKPAD);
thinkpad.boot();
thinkpad.program();

shopcar.getListItem(THINKPAD)

这句代码是获取到Electronics类型的实例。不是Thinkpad的实例

通过向下转型，赋值给子类引用

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

这样子类实例又重新获得了因为向上转型而丢失的方法（boot 和program）

总结一下吧，很多时候，我们需要把很多种类的实例对象，全部扔到一个集合。（这句话很重要）

在这个例子里就是把Thinkpad笔记本，Mouse鼠标，KeyBoard键盘等实例对象，全部扔到一个Shopcar购物车集合。

但是肯定不可能给他们每个种类都用一个独立的集合去存放吧，这个时候我们应该寻找到一个标准，接口就是一个标准。这些都是各种电子产品，抽象成电子产品。然后一个Electronics接口就出来了。

在回到刚才，我们把很多种类的实例对象全部扔到一个集合。或许这样比较好理解：把很多种类的子类实例对象全部扔到存放父类实例的集合。

经过了这个过程，子类实例已经赋值给了父类引用（即完成了向上转型），但很遗憾的丢失了子类扩展的方法。

很好的是Java语言有个向下转型的特性，让我们可以重新获得丢失的方法，即强转回子类

所以我们需要用到子类实例的时候，就从那个父类集合里拿出来向下转型就可以了，一样可以使用子类实例对象

……

我在搜索java向下转型的意义时，得到一个比较好的答案是这样的：

最大的用处是java的泛型编程，用处很大，Java的集合类都是这样的。

而在Android开发中，我们在Layout文件夹，用xml写的控件。为什么能在Activity等组件中通过 findViewById() 方法找到呢？为什么 findViewById(R.id.textview) 方法传入TextView的id后，还要转型为TextView呢？这就是 Java 向下转型的一个应用

来源：https://blog.csdn.net/kaixuansui/article/details/91544262