# 6.7 向上轉換
繼承最值得注意的地方就是它沒有為新類提供方法。繼承是對新類和基類之間的關系的一種表達。可這樣總結該關系:“新類屬于現有類的一種類型”。
這種表達并不僅僅是對繼承的一種形象化解釋,繼承是直接由語言提供支持的。作為一個例子,大家可考慮一個名為`Instrument`的基類,它用于表示樂器;另一個派生類叫作`Wind`。由于繼承意味著基類的所有方法亦可在派生出來的類中使用,所以我們發給基類的任何消息亦可發給派生類。若`Instrument`類有一個`play()`方法,則`Wind`設備也會有這個方法。這意味著我們能肯定地認為一個`Wind`對象也是`Instrument`的一種類型。下面這個例子揭示出編譯器如何提供對這一概念的支持:
```
//: Wind.java
// Inheritance & upcasting
import java.util.*;
class Instrument {
public void play() {}
static void tune(Instrument i) {
// ...
i.play();
}
}
// Wind objects are instruments
// because they have the same interface:
class Wind extends Instrument {
public static void main(String[] args) {
Wind flute = new Wind();
Instrument.tune(flute); // Upcasting
}
} ///:~
```
這個例子中最有趣的無疑是`tune()`方法,它能接受一個`Instrument`引用。但在`Wind.main()`中,`tune()`方法是通過為其賦予一個`Wind`引用來調用的。由于Java對類型檢查特別嚴格,所以大家可能會感到很奇怪,為什么接收一種類型的方法也能接收另一種類型呢?但是,我們一定要認識到一個`Wind`對象也是一個`Instrument`對象。而且對于不在`Wind`中的一個`Instrument`(樂器),沒有方法可以由`tune()`調用。在`tune()`中,代碼適用于`Instrument`以及從`Instrument`派生出來的任何東西。在這里,我們將從一個`Wind`引用轉換成一個`Instrument`引用的行為叫作“向上轉換”。
## 6.7.1 何謂“向上轉換”?
之所以叫作這個名字,除了有一定的歷史原因外,也是由于在傳統意義上,類繼承圖的畫法是根位于最頂部,再逐漸向下擴展(當然,可根據自己的習慣用任何方法描繪這種圖)。因素,`Wind.java`的繼承圖就象下面這個樣子:
由于轉換的方向是從派生類到基類,箭頭朝上,所以通常把它叫作“向上轉換”,即`Upcasting`。向上轉換肯定是安全的,因為我們是從一個更特殊的類型到一個更常規的類型。換言之,派生類是基類的一個超集。它可以包含比基類更多的方法,但它至少包含了基類的方法。進行向上轉換的時候,類接口可能出現的唯一一個問題是它可能丟失方法,而不是贏得這些方法。這便是在沒有任何明確的轉換或者其他特殊標注的情況下,編譯器為什么允許向上轉換的原因所在。
也可以執行向下轉換,但這時會面臨第11章要詳細講述的一種困境。
(1) 再論組合與繼承
在面向對象的程序設計中,創建和使用代碼最可能采取的一種做法是:將數據和方法統一封裝到一個類里,并且使用那個類的對象。有些時候,需通過“組合”技術用現成的類來構造新類。而繼承是最少見的一種做法。因此,盡管繼承在學習OOP的過程中得到了大量的強調,但并不意味著應該盡可能地到處使用它。相反,使用它時要特別慎重。只有在清楚知道繼承在所有方法中最有效的前提下,才可考慮它。為判斷自己到底應該選用組合還是繼承,一個最簡單的辦法就是考慮是否需要從新類向上轉換回基類。若必須上溯,就需要繼承。但如果不需要向上轉換,就應提醒自己防止繼承的濫用。在下一章里(多態性),會向大家介紹必須進行向上轉換的一種場合。但只要記住經常問自己“我真的需要向上轉換嗎”,對于組合還是繼承的選擇就不應該是個太大的問題。
- Java 編程思想
- 寫在前面的話
- 引言
- 第1章 對象入門
- 1.1 抽象的進步
- 1.2 對象的接口
- 1.3 實現方案的隱藏
- 1.4 方案的重復使用
- 1.5 繼承:重新使用接口
- 1.6 多態對象的互換使用
- 1.7 對象的創建和存在時間
- 1.8 異常控制:解決錯誤
- 1.9 多線程
- 1.10 永久性
- 1.11 Java和因特網
- 1.12 分析和設計
- 1.13 Java還是C++
- 第2章 一切都是對象
- 2.1 用引用操縱對象
- 2.2 所有對象都必須創建
- 2.3 絕對不要清除對象
- 2.4 新建數據類型:類
- 2.5 方法、參數和返回值
- 2.6 構建Java程序
- 2.7 我們的第一個Java程序
- 2.8 注釋和嵌入文檔
- 2.9 編碼樣式
- 2.10 總結
- 2.11 練習
- 第3章 控制程序流程
- 3.1 使用Java運算符
- 3.2 執行控制
- 3.3 總結
- 3.4 練習
- 第4章 初始化和清除
- 4.1 用構造器自動初始化
- 4.2 方法重載
- 4.3 清除:收尾和垃圾收集
- 4.4 成員初始化
- 4.5 數組初始化
- 4.6 總結
- 4.7 練習
- 第5章 隱藏實現過程
- 5.1 包:庫單元
- 5.2 Java訪問指示符
- 5.3 接口與實現
- 5.4 類訪問
- 5.5 總結
- 5.6 練習
- 第6章 類復用
- 6.1 組合的語法
- 6.2 繼承的語法
- 6.3 組合與繼承的結合
- 6.4 到底選擇組合還是繼承
- 6.5 protected
- 6.6 累積開發
- 6.7 向上轉換
- 6.8 final關鍵字
- 6.9 初始化和類裝載
- 6.10 總結
- 6.11 練習
- 第7章 多態性
- 7.1 向上轉換
- 7.2 深入理解
- 7.3 覆蓋與重載
- 7.4 抽象類和方法
- 7.5 接口
- 7.6 內部類
- 7.7 構造器和多態性
- 7.8 通過繼承進行設計
- 7.9 總結
- 7.10 練習
- 第8章 對象的容納
- 8.1 數組
- 8.2 集合
- 8.3 枚舉器(迭代器)
- 8.4 集合的類型
- 8.5 排序
- 8.6 通用集合庫
- 8.7 新集合
- 8.8 總結
- 8.9 練習
- 第9章 異常差錯控制
- 9.1 基本異常
- 9.2 異常的捕獲
- 9.3 標準Java異常
- 9.4 創建自己的異常
- 9.5 異常的限制
- 9.6 用finally清除
- 9.7 構造器
- 9.8 異常匹配
- 9.9 總結
- 9.10 練習
- 第10章 Java IO系統
- 10.1 輸入和輸出
- 10.2 增添屬性和有用的接口
- 10.3 本身的缺陷:RandomAccessFile
- 10.4 File類
- 10.5 IO流的典型應用
- 10.6 StreamTokenizer
- 10.7 Java 1.1的IO流
- 10.8 壓縮
- 10.9 對象序列化
- 10.10 總結
- 10.11 練習
- 第11章 運行期類型識別
- 11.1 對RTTI的需要
- 11.2 RTTI語法
- 11.3 反射:運行期類信息
- 11.4 總結
- 11.5 練習
- 第12章 傳遞和返回對象
- 12.1 傳遞引用
- 12.2 制作本地副本
- 12.3 克隆的控制
- 12.4 只讀類
- 12.5 總結
- 12.6 練習
- 第13章 創建窗口和程序片
- 13.1 為何要用AWT?
- 13.2 基本程序片
- 13.3 制作按鈕
- 13.4 捕獲事件
- 13.5 文本字段
- 13.6 文本區域
- 13.7 標簽
- 13.8 復選框
- 13.9 單選鈕
- 13.10 下拉列表
- 13.11 列表框
- 13.12 布局的控制
- 13.13 action的替代品
- 13.14 程序片的局限
- 13.15 視窗化應用
- 13.16 新型AWT
- 13.17 Java 1.1用戶接口API
- 13.18 可視編程和Beans
- 13.19 Swing入門
- 13.20 總結
- 13.21 練習
- 第14章 多線程
- 14.1 反應靈敏的用戶界面
- 14.2 共享有限的資源
- 14.3 堵塞
- 14.4 優先級
- 14.5 回顧runnable
- 14.6 總結
- 14.7 練習
- 第15章 網絡編程
- 15.1 機器的標識
- 15.2 套接字
- 15.3 服務多個客戶
- 15.4 數據報
- 15.5 一個Web應用
- 15.6 Java與CGI的溝通
- 15.7 用JDBC連接數據庫
- 15.8 遠程方法
- 15.9 總結
- 15.10 練習
- 第16章 設計模式
- 16.1 模式的概念
- 16.2 觀察器模式
- 16.3 模擬垃圾回收站
- 16.4 改進設計
- 16.5 抽象的應用
- 16.6 多重分發
- 16.7 訪問器模式
- 16.8 RTTI真的有害嗎
- 16.9 總結
- 16.10 練習
- 第17章 項目
- 17.1 文字處理
- 17.2 方法查找工具
- 17.3 復雜性理論
- 17.4 總結
- 17.5 練習
- 附錄A 使用非JAVA代碼
- 附錄B 對比C++和Java
- 附錄C Java編程規則
- 附錄D 性能
- 附錄E 關于垃圾收集的一些話
- 附錄F 推薦讀物