【2023，学点儿新Java-35】强制类型转换的执行时机、风险与安全 | 基本类型转换、引用类型转换

news2024/11/25 2:25:47

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🌿在上一篇中简单介绍了一下java 基本数据类型变量运算规则中的强制类型转换的概念，本篇对此做一个简要的补充说明~ 针对强制类型转换中的几个注意要点：即转换规则、执行时机以及风险与安全等。(此外针对引用类型的强制转换，给出了一个简单的实例，不要求初学者看懂哈~~)

🕝目录

🍁java中的强制类型转换
- 🍂1.1 补充说明
- 🍂1.2 附：强制类型转换——引用
- 🍂1.3 简单练习：能否编译成功？

🍁java中的强制类型转换

🍂1.1 补充说明

在Java中，强制类型转换（也称为类型转换或类型强制转换）是指将一个数据类型转换为另一个数据类型。

强制类型转换通常发生在两个类型之间具有父子关系的时候，即从一个较大的数据类型向一个较小的数据类型转换。强制类型转换需要使用圆括号和目标类型来表示。

强制类型转换的一般语法如下：

目标类型 变量名 = (目标类型) 表达式;

具体来说，强制类型转换有以下几个要点：

1. 转换规则：只有当两个数据类型之间存在父子关系时，才能进行强制类型转换。
- - 基本类型：可以进行数值之间的转换（如int转换为short），但是可能会导致数据溢出或精度丢失。
- - 引用类型：可以进行父类到子类的转换（向下转型），但是可能会导致类型不兼容的异常（ClassCastException）。
1. 执行时机：强制类型转换是在编译时进行静态检查的。编译器会在进行类型转换时检查目标类型是否与源类型存在父子关系，如果不存在则会编译错误。
1. 风险与安全：由于强制类型转换可能导致数据丢失或异常，因此需要谨慎使用。在进行强制类型转换时，开发人员需要确保转换是安全的，并进行必要的类型检查和错误处理。

以下是一个较为复杂的示例，演示强制类型转换的使用情况：

double x = 3.14;
int y = (int) x; // 强制将double类型转换为int类型

System.out.println("x = " + x); // 输出原始值 3.14
System.out.println("y = " + y); // 输出转换后的值 3

在上面的示例中，将一个double类型的变量x强制转换为int类型。由于double类型是一个更大的数据范围，将其转换为int类型会导致小数部分的丢失。在转换后，变量y将包含转换后的整数部分3。

需要注意的是，强制类型转换可能会导致数据丢失或异常，因此在进行强制类型转换时应谨慎操作，并确保转换是安全的。

🍂1.2 附：强制类型转换——引用

下面是一个较为详细的示例代码，演示在Java中涉及引用类型的强制类型转换的情况：

// 定义一个父类Animal
class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal is eating.");
    }
}

// 定义一个子类Dog，继承自Animal
class Dog extends Animal {
    public void bark() {
        System.out.println("Dog is barking.");
    }
}

// 定义一个子类Cat，继承自Animal
class Cat extends Animal {
    public void meow() {
        System.out.println("Cat is meowing.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();  // 创建一个Dog对象，并将其引用赋值给父类Animal类型的变量

        // 使用父类类型的引用，只能访问父类中定义的成员方法
        animal.eat();

        // 强制类型转换，将父类类型的引用转换为子类类型的引用
        Dog dog = (Dog) animal;

        // 使用子类类型的引用，可以访问子类中定义的特有方法
        dog.bark();

        // 将父类类型的引用转换为不相关的子类类型，会导致编译错误
        // Cat cat = (Cat) animal;  // 编译错误，在运行时会抛出ClassCastException异常
    }
}

注：本小节不要求初学者看懂哈~

在上面的示例中，我们定义了一个父类 Animal，并分别定义了两个子类 Dog 和 Cat，它们都继承自 Animal 类。在主方法中，我们首先创建一个 Dog 对象，并将其引用赋值给一个父类 Animal 类型的变量 animal。这是一个向上转型的操作，因为 Dog 是 Animal 的子类。由于引用类型的多态特性，我们可以通过父类类型的引用变量调用父类 Animal 中定义的方法，即可以调用 eat() 方法。

接着，我们进行了类型转换，将父类类型的引用 animal 强制转换为子类 Dog 类型的引用 dog，这是一个向下转型的操作。使用子类类型的引用 dog，我们可以调用子类 Dog 中特有的方法 bark()。

需要注意的是，这里的强制类型转换是基于我们已经确保了 animal 引用实际指向的是一个 Dog 对象。如果我们将 animal 引用实际指向的是一个 Cat 对象，那么在进行向下转型时，会抛出 ClassCastException 异常，因为 Cat 和 Dog 之间没有直接的继承关系。

还要注意：在进行类型转换时，需要确保引用实际指向的对象的类型与目标类型一致或存在父子关系。否则，在编译时会出现类型不兼容的错误，或者在运行时会抛出 ClassCastException 异常。因此，在进行强制类型转换时，需要谨慎操作，并进行必要的类型检查和错误处理。

🍂1.3 简单练习：能否编译成功？

/*
此VariableTest4.java用来测试强制类型转换

规则：
1. 如果需要将容量大的变量的类型转换为容量小的变量的类型，需要使用强制类型转换
2. 强制类型转换需要使用强转符：()。在()内指明要转换为的数据类型。
3. 强制类型转换过程中，可能导致精度损失。
*/
class VariableTest4 {
	public static void main(String[] args) {
		
		double d1 = 12;//自动类型提升
		
		//编译失败
		//int i1 = d1;

		int i2 = (int)d1;
		System.out.println(i2);


		long l1 = 123;
		//编译失败
		//short s1 = l1;
		short s2 = (short)l1;
		System.out.println(s2);


		//练习
		int i3 = 12;
		float f1 = i3;//自动类型提升
		System.out.println(f1); //12.0

		float f2 = (float)i3; //编译可以通过。只不过可以省略()而已。
		
		//精度损失的例子1：
		double d2 = 12.9;
		int i4 = (int)d2;
		System.out.println(i4);

		//精度损失的例子2：
		int i5 = 128;
		byte b1 = (byte)i5;
		System.out.println(b1); //-128


		//实际开发举例：
		byte b2 = 12;
		method(b2);

		long l2 = 12L;
		//编译不通过
		//method(l2);
		method((int)l2);
	}


	public static void method(int num){   //int num = b2;自动类型提升
		System.out.println("num = " + num);
	}
}