【JavaSE专栏66】使用instanceof关键字，验证显隐式类型转换

作者主页：Designer 小郑
作者简介：3年JAVA全栈开发经验，专注JAVA技术、系统定制、远程指导，致力于企业数字化转型，CSDN学院、蓝桥云课认证讲师。
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本文讲解了 Java 中 instanceof 关键字和显隐式类型转换的概念及语法，并给出了样例代码。数据类型转换是指将一个数据类型的值转换成另一个数据类型的过程。

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一、什么是类型转换

数据类型转换是指将一个数据类型的值转换成另一个数据类型的过程。

在 Java 中，数据类型转换主要分为两种类型：隐式类型转换和显式类型转换。

1. 隐式类型转换：也称为自动类型转换，是指将一个小范围的数据类型赋值给一个大范围的数据类型时，Java 编译器会自动进行类型转换。例如，将 int 类型的值赋值给 long 类型的变量，或将 float 类型的值赋值给 double 类型的变量等。因为小范围类型的值可以完全容纳在大范围类型中，所以编译器会自动进行类型提升，不需要进行显式的转换操作。
2. 显式类型转换：也称为强制类型转换，是指将一个大范围的数据类型赋值给一个小范围的数据类型时，需要使用强制类型转换操作符进行类型转换。显式类型转换需要手动编写转换代码，并且需要注意可能发生的数据溢出或精度丢失的问题。例如，将 long 类型的值赋值给int类型的变量，或将 double 类型的值赋值给 float 类型的变量等。

显式类型转换可以通过在需要转换的值之前加上目标类型的括号来实现。例如，int num = (int) 3.14; 表示将 $3.14$ 这个 double 类型的值转换成 int 类型的值，并将结果赋值给 num 变量。

在进行数据类型转换时，需要注意数据类型之间的兼容性以及可能引起的数据丢失或溢出问题，因此在进行类型转换时应慎重考虑，并确保转换操作的安全性和合理性。

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二、什么是 instanceof 关键字

在 Java 中，instanceof 是一个运算符，用于检查一个对象是否是指定类或其子类的实例，它的语法格式如下。

object instanceof Class

其中，object 要检查的对象，Class 是要检查的类。如果 object 是 Class 类或其子类的一个实例，则返回 true；如果 object 不是 Class 类或其子类的一个实例，则返回 false。

下面是一个示例，请同学们复制到本地执行。

public class Main {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        String str = "Hello";
        boolean result = str instanceof String;
        System.out.println(result);  // 输出 true
    }
}

在这个示例中，我们使用 instanceof 运算符检查变量 str 是否是 String 类的一个实例。由于 str 确实是 String 类的一个实例，所以 result 的值为 true。

instanceof 运算符在实际开发中通常与条件语句结合使用，用于判断对象的类型以执行相应的操作。它可以用来进行类型的判断和转换，以及在继承关系中确定对象的层次关系。

例如，可以通过 instanceof 运算符判断一个对象是否属于某个特定的子类类型，然后可以进行相应的类型强制转换操作。

提示：instanceof 运算符只能用于对象的判断，不能用于基本数据类型。如果尝试将一个基本数据类型用于 instanceof 运算符，会导致编译错误。

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三、如何用 instanceof 实现类型转换

下面是一个示例代码，演示了在 Java 中如何使用 instanceof 关键字进行类型转换，请同学们认真学习。

public class Main {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Animal animal = new Cat();

        if (animal instanceof Cat) {
    
    
            Cat cat = (Cat) animal; // 类型转换
            cat.meow(); // 调用Cat类的方法
        } else if (animal instanceof Dog) {
    
    
            Dog dog = (Dog) animal; // 类型转换
            dog.bark(); // 调用Dog类的方法
        }
    }
}

class Animal {
    
    
    // 公共的父类Animal
}

class Cat extends Animal {
    
    
    public void meow() {
    
    
        System.out.println("喵喵喵");
    }
}

class Dog extends Animal {
    
    
    public void bark() {
    
    
        System.out.println("汪汪汪");
    }
}

在上述代码中，首先声明了一个 Animal 类型的变量 animal，并将其实例化为 Cat 对象。然后，通过使用 instanceof 关键字，判断 animal 是否是 Cat 类的实例。由于 animal 确实是 Cat 类的实例，所以条件判断为 true。在条件判断的代码块中，将 animal 强制转换为 Cat 类型，并将其赋值给 cat 变量。然后，可以调用 cat 对象的 meow() 方法，输出 喵喵喵。

通过使用instanceof关键字，我们可以先检查对象的类型，然后安全地进行类型转换，以避免可能的类型转换异常。

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四、类型转换的应用场景

在 Java 中，类型转换主要应用于以下 $4$ 个场景，请同学们认真学习。

1. 继承关系中的向上转型：当一个子类对象赋值给父类类型的变量时，发生了向上转型。这样做可以实现多态，提高代码的灵活性和扩展性。
2. 继承关系中的向下转型：当一个父类类型的变量引用子类对象，并将其转换为子类类型，发生了向下转型。这样做可以访问子类特有的方法和属性。
3. 接口的实现类转换为接口类型：当一个类实现了某个接口，可以将该类的对象转换为接口类型。这样做可以实现不同对象具有相同行为，提高代码的可扩展性。
4. 数值类型之间的转换：当需要进行不同数值类型之间的运算或赋值时，可以使用类型转换实现数据的转换与兼容。

需要注意的是，在进行类型转换时应注意类型之间的兼容性。如果转换的类型不兼容，可能会导致编译错误或运行时异常。因此，在进行类型转换时，应该先使用 instanceof 关键字进行类型检查，以确保类型转换的安全性。

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五、类型转换的面试题

一、什么是类型转换？在Java中有几种类型转换方式？

类型转换是将一个数据类型的值转换为另一个数据类型的过程。

在 Java 中，有两种类型转换方式：隐式类型转换（自动类型转换）和显式类型转换（强制类型转换）。

二、什么是隐式类型转换？请给出一个示例。

隐式类型转换是指将一个低精度的数据类型自动转换为高精度的数据类型。

例如将一个整数类型赋值给一个浮点数类型变量时，会发生隐式类型转换。

int num = 10;
double decimal = num;

三、么是显式类型转换？请给出一个示例。

显式类型转换是指通过强制类型转换操作符 () 来将一个高精度的数据类型转换为低精度的数据类型。

当然显式类型转换可能会导致精度丢失或溢出。

double decimal = 3.14;
int num = (int) decimal;

四、什么是向上转型？请给出一个示例。

向上转型是指将子类对象赋值给父类引用的过程，这样做可以实现多态性。

class Animal {
    
    
    public void eat() {
    
    
        System.out.println("Animal is eating");
    }
}

class Dog extends Animal {
    
    
    public void eat() {
    
    
        System.out.println("Dog is eating");
    }
}

public class Main {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Animal animal = new Dog(); // 向上转型
        animal.eat(); // 输出：Dog is eating
    }
}

五、什么是向下转型？请给出一个示例。

向下转型是指将父类引用转换为子类对象的过程，需要使用强制类型转换操作符 () 来进行类型转换。

class Animal {
    
    
    public void eat() {
    
    
        System.out.println("Animal is eating");
    }
}

class Dog extends Animal {
    
    
    public void eat() {
    
    
        System.out.println("Dog is eating");
    }
    
    public void bark() {
    
    
        System.out.println("Dog is barking");
    }
}

public class Main {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Animal animal = new Dog(); // 向上转型
        Dog dog = (Dog) animal; // 向下转型
        dog.bark(); // 输出：Dog is barking
    }
}

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六、总结

本文讲解了 Java 中 instanceof 关键字和显隐式类型转换的概念及语法，并给出了样例代码，在下一篇博客中，将讲解 Java 异常的知识点。