下溯造型与运行期类型标识

核心提示：由于我们在上溯造型（在继续结构中向上移动）期间丢失了具体的类型信息，所以为了获取具体的类型信息——亦即在分级结构中向下移动——我们必须使用 “下溯造型”技术，下溯造型与运行期类型标识，然而，我们知道一个上溯造型肯定是安全的；基础类不可能再拥有一个比衍生类更大的接口，在试图下溯造型之前，可通过一种方法了解自己处理的是什么

　　由于我们在上溯造型（在继续结构中向上移动）期间丢失了具体的类型信息，所以为了获取具体的类型信息——亦即在分级结构中向下移动——我们必须使用 “下溯造型”技术。然而，我们知道一个上溯造型肯定是安全的；基础类不可能再拥有一个比衍生类更大的接口。因此，我们通过基础类接口发送的每一条消息都肯定能够接收到。但在进行下溯造型的时候，我们（举个例子来说）并不真的知道一个几何外形实际是一个圆，它完全可能是一个三角形、方形或者其他外形。
　　

　　为解决这个问题，必须有一种办法能够保证下溯造型正确进行。只有这样，我们才不会冒然造型成一种错误的类型，然后发出一条对象不可能收到的消息。这样做是非常不安全的。
　　
　　在某些语言中（如C++），为了进行保证“类型安全”的下溯造型，必须采取非凡的操作。但在java中，所有造型都会自动得到检查和核实！所以即使我们只是进行一次普通的括弧造型，进入运行期以后，仍然会毫无留情地对这个造型进行检查，保证它的确是我们希望的那种类型。假如不是，就会得到一个ClassCastException（类造型违例）。在运行期间对类型进行检查的行为叫作“运行期类型标识”（RTTI）。下面这个例子向大家演示了RTTI的行为：
　　
　　//: RTTI.java
　　// Downcasting & Run-Time Type
　　// Identification (RTTI)
　　import java.util.*;
　　
　　class Useful {
　　　public void f() {}
　　　public void g() {}
　　}
　　
　　class MoreUseful extends Useful {
　　　public void f() {}
　　　public void g() {}
　　　public void u() {}
　　　public void v() {}
　　　public void w() {}
　　}
　　
　　public class RTTI {
　　　public static void main(String[] args) {
　　Useful[] x = {
　　　new Useful(),
　　　new MoreUseful()
　　};
　　x[0].f();
　　x[1].g();
　　// Compile-time: method not found in Useful:
　　//! x[1].u();
　　((MoreUseful)x[1]).u(); // Downcast/RTTI
　　((MoreUseful)x[0]).u(); // Exception thrown
　　　}
　　} ///:~
　　
　　和在示意图中一样，MoreUseful（更有用的）对Useful（有用的）的接口进行了扩展。但由于它是继续来的，所以也能上溯造型到一个Useful。我们可看到这会在对数组x（位于main()中）进行初始化的时候发生。由于数组中的两个对象都属于Useful类，所以可将f()和g()方法同时发给它们两个。而且假如试图调用u()（它只存在于MoreUseful），就会收到一条编译期出错提示。
　　
　　若想访问一个MoreUseful对象的扩展接口，可试着进行下溯造型。假如它是正确的类型，这一行动就会成功。否则，就会得到一个ClassCastException。我们不必为这个违例编写任何非凡的代码，因为它指出的是一个可能在程序中任何地方发生的一个编程错误。
　　
　　RTTI的意义远不仅仅反映在造型处理上。例如，在试图下溯造型之前，可通过一种方法了解自己处理的是什么类型。整个第11章都在讲述Java运行期类型标识的方方面面。