类中的向上转型与向下转型详解

article/2025/10/3 8:08:29

我们的类与类之间会存在继承关系，子类继承父类，一个父类可以有多个子类，例如Animal类就可以有Cat子类，Dog子类，等等。那么我们在运用的时候根据不同的场景会出现向上转型和向下转型的情况。

一、向上转型

1、Animal a1 = new Cat();
2、Cat cat = new Cat();
Animal a2 = cat;
这两种情况都是向上转型：一个父类引用指向一个子类实例

向上转型的意思：
假设我们现在有一只小猫，我可以说我喂了动物，也可以说我喂了小猫，这两种说法都是没有问题的，因为嘟嘟就是动物。

向上转型会发生的三种情况：
1、直接赋值

Animal a1 = new Cat();

a1是一个父类Animal的引用指向一个子类Cat的实例。
当我们在用a1这个对象的时候，a1只能调用出父类Animal里有的引用，若调用的方法在子类Cat里有同名方法那么实际调用的是子类里的该方法。
通过代码看一下：

//我们定义了一个Animal类
public class Animal {public String name;public Animal(String name){this.name=name;}//父类中的eat方法public void eat(String food){System.out.println("父类Animal的eat方法");}
}
//定义一个Cat类并继承Animal类
public class Cat extends Animal {public Cat(String name) {super(name);}//子类中的eat方法@Overridepublic void eat(String food) {System.out.println("子类Cat类的eat方法");}
}//我们最终进行一个测试
public class test {public static void main(String[] args) {//a1是一个Animal父类的引用指向子类Cat的实例Animal a1=new Cat("嘟嘟");//调用eat方法a1.eat("小鱼");}
}

若我们最终输出“父类Animal的eat方法”那么就调用的是父类的该方法，若实际输出“子类Cat类的eat方法”那么就调用的是子类的该方法。
在这里插入图片描述
我们发现最终实际调用的是子类的该方法。所以能调用什么方法看引用的类型存在什么方法，实际调用的是实例类里的具体方法。

2、方法传参
当我们创建了一个方法，规定传入的参数是一个父类，在实际调用的时候我们可以直接传入这个父类的子类作为参数，程序也会正确运行。

//还是刚才的两个类，创建一个ani方法
public class test {public static void ani(Animal animal){System.out.println(animal.name+" is an animal !");}public static void main(String[] args) {Cat cat = new Cat("嘟嘟");//方法定义的时候规定的参数类型是Animal//我们这里直接传入一个Cat类对象ani(cat);}
}

在这里插入图片描述
方法调用成功！

3、方法返回值
当我们创造了一个方法，设定方法的返回值为父类，我们在实际返回的时候返回该父类的子类时也是没有问题的。

//还是刚才的方法，将方法的返回值规定为Animal
public class test {public static Animal ani(Animal animal){System.out.println(animal.name+" is an animal !");return animal;}public static void main(String[] args) {Cat cat = new Cat("嘟嘟");//调用ani方法并打印返回值System.out.println(ani(cat));}
}

在这里插入图片描述
我们发现方法可以正确执行，并且返回了一个Cat类的对象。

二、向下转型

子类子类引用 = （子类）父类引用
这就是向下转型的方式

当我们根据父类创建了一个子类，子类继承了父类的特性，之后延又展出了新的独有的属性和方法。我们先将子类进行了向上转型后利用，向上转型后编译器只能调用父类有的方法和属性，若我们想调用该子类独有的属性和方法时，就需要将向上转型后的父类向下转型才可以使用。

Animal a1 = new Bird(); //向上转型
Bird bird = (Bird)a1; //将a1向下转型为Bird类

我们在向下转型的时候会出现异常，例如：

Animal a2 = new Cat();
Bird bird = (Bird)a2;

这种情况就会出现异常！
因为我们首先将一个Cat类对象向上转型为Animal类，但是我们在向下转型的时候不能强制将其转为Bird类。上一段代码没有问题是因为该对象本事是一个Bird类向上转型后就像披上了一个Animal的外衣，再一次脱掉外衣还是原本的Bird，但是这次给Cat类披上Animal外衣后让他脱掉外衣变成Bird就会出现错误。

当我们面对这个错误的时候就可以利用关键字instanceof来帮助我们。