為什麼Java的向下轉型會導致編譯錯誤，什麼時候是安全的？

Java 中的向下轉型：打破編譯錯誤

Java 物件導向的特性允許向上轉型，其中子類別的物件可以是分配給其超類別的變數。但是，當嘗試執行稱為向下轉型的反向操作時，通常會出現編譯錯誤。

此編譯錯誤源自於編譯器無法保證向下轉型物件實際上具有轉型指定的型別。考慮下面的範例：

public class demo {
    public static void main(String a[]) {
        B b = (B) new A(); // compiles with the cast, 
                         // but runtime exception - java.lang.ClassCastException
    }
}

class A {
    public void draw() {
        System.out.println("1");
    }

    public void draw1() {
        System.out.println("2");
    }
}

class B extends A {
    public void draw() {
        System.out.println("3");
    }

    public void draw2() {
        System.out.println("4");
    }
}

在此範例中，編譯器允許將 A 物件指派給 B 類型的變數（向下轉換）。但是，在運行時，當程式碼嘗試呼叫僅在 B 類中可用的方法時，將引發 java.lang.ClassCastException。此運行時錯誤表示實際物件類型與強制轉換中指定的類型不符。

Java 允許向下轉型，儘管它可能在運行時失敗，這似乎違反直覺。然而，在某些情況下，貶低是合理的，甚至可能成功。常見的情況是已知變數在運行時保存特定子類別的物件。例如：

Object o = getSomeObject();

if (o instanceof String) { 
    String s = (String) o;
    // This cast is valid as o is known to be a String at this point in the code
}

在此範例中，getSomeObject() 方法傳回一個可能是 String 類別實例的物件。 instanceof 關鍵字用於檢查參考是否與 String 類別相容。如果檢查成功，則可以保證 o 引用持有 String 對象，從而使向下轉型作業在運行時安全且成功。

向下轉型還有其他實際用例。例如，它可用於存取超類別中未公開的特定於子類別的方法或欄位。然而，確保只有當知道物件屬於預期的子類別類型時才進行向下轉換是至關重要的。

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