Java中ClassCastException的說明
1.概述
在這個簡短的教程中，我們將集中討論ClassCastException ，這是一個常見的Java異常。
ClassCastException是未經檢查的異常，它指示代碼已嘗試將引用轉換為不是子類型的類型。
讓我們看一下導致引發此異常的一些情況，以及如何避免它們。
2.顯式投射
對於我們的下一個實驗，讓我們考慮以下類：
public interface Animal {
String getName();
}public class Mammal implements Animal {
@Override
public String getName() {
return "Mammal";
}
}public class Amphibian implements Animal {
@Override
public String getName() {
return "Amphibian";
}
}public class Frog extends Amphibian {
@Override
public String getName() {
return super.getName() + ": Frog";
}
}2.1。選修課
ClassCastException的最常見情況是顯式轉換為不兼容的類型。
例如，讓我們嘗試將Frog放到Mammal ：
Frog frog = new Frog();
Mammal mammal = (Mammal) frog;我們可能會在ClassCastException ，但實際上，我們會收到編譯錯誤：“不兼容的類型：無法將Frog轉換為Mammal”。但是，當我們使用普通的超類型時，情況就發生了變化：
Animal animal = new Frog();
Mammal mammal = (Mammal) animal;現在，我們從第二行ClassCastException
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class Frog cannot be cast to class Mammal (Frog and Mammal are in unnamed module of loader 'app')
at Main.main(Main.java:9)由於Frog Mammal的子類型， Frog Mammal的檢查後向下轉換是不兼容的。在這種情況下，編譯器無法為我們提供幫助，因為Animal變量可能包含兼容類型的引用。
有趣的是，僅當我們嘗試強制轉換為明確不兼容的類時，才會發生編譯錯誤。接口並非如此，因為Java支持多個接口繼承，但僅支持類的單個繼承。因此，編譯器無法確定引用類型是否實現特定的接口。讓我們舉例說明：
Animal animal = new Frog();
Serializable serial = (Serializable) animal;我們ClassCastException而不是編譯錯誤：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class Frog cannot be cast to class java.io.Serializable (Frog is in unnamed module of loader 'app'; java.io.Serializable is in module java.base of loader 'bootstrap')
at Main.main(Main.java:11)2.2。轉換數組
我們已經看到了類如何處理轉換，現在讓我們看一下數組。數組強制轉換與類強制轉換相同。但是，我們可能會因自動裝箱和鍵入促銷而感到困惑，或者缺少它們。
因此，讓我們看看嘗試以下轉換時原始數組會發生什麼：
Object primitives = new int[1];
Integer[] integers = (Integer[]) primitives;第二行拋出ClassCastException因為自動裝箱不適用於數組。
如何進行類型推廣？讓我們嘗試以下方法：
Object primitives = new int[1];
long[] longs = (long[]) primitives;我們還得到了ClassCastException因為類型提升不適用於整個數組。
2.3。安全鑄造
在顯式轉換的情況下，強烈建議在嘗試使用instanceof進行轉換之前檢查類型的兼容性**。**
讓我們看一個安全的強制轉換示例：
Mammal mammal;
if (animal instanceof Mammal) {
mammal = (Mammal) animal;
} else {
// handle exceptional case
}3.堆污染
按照Java規範：“僅當程序執行某些涉及原始類型的操作，這會引起編譯時未經檢查的警告時，才會發生堆污染”。
對於我們的實驗，讓我們考慮以下通用類：
public static class Box<T> {
private T content;
public T getContent() {
return content;
}
public void setContent(T content) {
this.content = content;
}
}現在，我們將嘗試如下污染堆：
Box<Long> originalBox = new Box<>();
Box raw = originalBox;
raw.setContent(2.5);
Box<Long> bound = (Box<Long>) raw;
Long content = bound.getContent();最後一行將拋出ClassCastException因為它無法將D ouble引用Long 。
4.通用類型
在Java中使用泛型時，我們必須警惕類型擦除，這在某些情況下ClassCastException
讓我們考慮以下通用方法：
public static <T> T convertInstanceOfObject(Object o) {
try {
return (T) o;
} catch (ClassCastException e) {
return null;
}
}現在讓我們稱之為：
String shouldBeNull = convertInstanceOfObject(123);乍一看，我們可以合理地期望catch塊返回一個空引用。但是，在運行時，由於類型擦除，參數將強制轉換為Object而不是String 。因此，編譯器面臨將Integer分配給String的任務，這將引發ClassCastException.
5.結論
在本文中，我們研究了一系列不適當轉換的常見情況。
不管是隱式還是顯式，將Java引用強制轉換為另一種類型都可能導致ClassCastException除非目標類型與實際類型相同或其後代。
本文中使用的代碼可以 在GitHub上找到。