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面向对象的三大特征（Java）

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1. 封装

1.1 封装的步骤

1.使用 private 关键字来修饰成员变量。

2.使用public修饰getter和setter方法。

1.2 封装的步骤实现

  1. private修饰成员变量
public class Student {private String name;private int age;
}
  1. public修饰getter和setter方法
public class Student {private String name;private int age;public void setName(String n) {name = n;}public String getName() {return name;}public void setAge(int a) {if (a > 0 && a <200) {age = a;} else {System.out.println("年龄非法！");}}public int getAge() {return age;}
}

2. 继承

2.1 概述

2.1.1 引入

假如我们要定义如下类:
学生类,老师类和工人类，分析如下。

  1. 学生类
    属性:姓名,年龄
    行为:吃饭,睡觉

  2. 老师类
    属性:姓名,年龄，薪水
    行为:吃饭,睡觉，教书

  3. 班主任
    属性:姓名,年龄，薪水
    行为:吃饭,睡觉，管理

如果我们定义了这三个类去开发一个系统，那么这三个类中就存在大量重复的信息（属性:姓名，年龄。行为：吃饭，睡觉）。这样就导致了相同代码大量重复，代码显得很臃肿和冗余，那么如何解决呢？

假如多个类中存在相同属性和行为时，我们可以将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。如图所示：

其中，多个类可以称为子类，单独被继承的那一个类称为父类、超类（superclass）或者基类。

2.1.2 继承的含义

继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是：is-a 的关系。例如，兔子属于食草动物，食草动物属于动物。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。

继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象可以直接具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

2.1.3 继承的好处

  1. 提高代码的复用性（减少代码冗余，相同代码重复利用）。
  2. 使类与类之间产生了关系。

2.2 继承的格式

通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

class 父类 {...
}class 子类 extends 父类 {...
}

需要注意：Java是单继承的，一个类只能继承一个直接父类，跟现实世界很像，但是Java中的子类是更加强大的。

2.3 继承案例

2.3.1 案例

请使用继承定义以下类:

  1. 学生类
    属性:姓名,年龄
    行为:吃饭,睡觉
  2. 老师类
    属性:姓名,年龄，薪水
    行为:吃饭,睡觉，教书
  3. 班主任
    属性:姓名,年龄，薪水
    行为:吃饭,睡觉，管理

2.3.2 案例图解分析

老师类，学生类，还有班主任类，实际上都是属于人类的，我们可以定义一个人类，把他们相同的属性和行为都定义在人类中，然后继承人类即可，子类特有的属性和行为就定义在子类中了。

如下图所示。

2.3.3 案例代码实现

1.父类Human类

public class Human {// 合理隐藏private String name ;private int age ;// 合理暴露public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}
}

2.子类Teacher类

public class Teacher extends Human {// 工资private double salary ;// 特有方法public void teach(){System.out.println("老师在认真教技术！")；}public double getSalary() {return salary;}public void setSalary(double salary) {this.salary = salary;}
}

3.子类Student类

public class Student extends Human{private String number;public void getNumber(){return this.number;}
}

4.子类HeadTeacher类

public class HeadTeacher extends Human {// 工资private double salary ;// 特有方法public void admin(){System.out.println("班主任强调纪律问题！")；}public double getSalary() {return salary;}public void setSalary(double salary) {this.salary = salary;}
}

5.测试类

public class Test {public static void main(String[] args) {Teacher dlei = new Teacher();dlei.setName("张三");dlei.setAge("31");dlei.setSalary(1000.99);System.out.println(dlei.getName());System.out.println(dlei.getAge());System.out.println(dlei.getSalary());dlei.teach();HeadTeacher linTao = new HeadTeacher();linTao.setName("李四");linTao.setAge("28");linTao.setSalary(1000.99);System.out.println(linTao.getName());System.out.println(linTao.getAge());System.out.println(linTao.getSalary());linTao.admin();Student xugan = new Student();xugan.setName("王五");xugan.setAge("31");//xugan.setSalary(1000.99); // xugan没有薪水属性，报错！System.out.println(xugan.getName());System.out.println(xugan.getAge());}
}

2.3.4 小结

1.继承实际上是子类相同的属性和行为可以定义在父类中，子类特有的属性和行为由自己定义，这样就实现了相同属性和行为的重复利用，从而提高了代码复用。

2.子类继承父类，就可以直接得到父类的成员变量和方法。是否可以继承所有成分呢？请看下节！

2.4 子类不能继承的内容

2.4.1 引入

并不是父类的所有内容都可以给子类继承的：

子类不能继承父类的构造器，因为子类有自己的构造器。

值得注意的是子类可以继承父类的私有成员（成员变量，方法），只是子类无法直接访问而已，可以通过getter/setter方法访问父类的private成员变量。

2.4.2 演示代码

public class Demo03 {public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();System.out.println(z.num1);
//		System.out.println(z.num2); // 私有的子类无法使用// 通过getter/setter方法访问父类的private成员变量System.out.println(z.getNum2());z.show1();// z.show2(); // 私有的子类无法使用}
}class Fu {public int num1 = 10;private int num2 = 20;public void show1() {System.out.println("show1");}private void show2() {System.out.println("show2");}public int getNum2() {return num2;}public void setNum2(int num2) {this.num2 = num2;}
}class Zi extends Fu {
}

2.5 继承后的特点

2.5.1 成员变量

2.5.1.1 成员变量不重名

如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。代码如下：

class Fu {// Fu中的成员变量int num = 5;
}
class Zi extends Fu {// Zi中的成员变量int num2 = 6;// Zi中的成员方法public void show() {// 访问父类中的numSystem.out.println("Fu num="+num); // 继承而来，所以直接访问。// 访问子类中的num2System.out.println("Zi num2="+num2);}
}
class Demo04 {public static void main(String[] args) {// 创建子类对象Zi z = new Zi(); // 调用子类中的show方法z.show();  }
}演示结果：
Fu num = 5
Zi num2 = 6

2.5.1.2 成员变量重名

如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。代码如下：

class Fu1 {// Fu中的成员变量。int num = 5;
}
class Zi1 extends Fu1 {// Zi中的成员变量int num = 6;public void show() {// 访问父类中的numSystem.out.println("Fu num=" + num);// 访问子类中的numSystem.out.println("Zi num=" + num);}
}
class Demo04 {public static void main(String[] args) {// 创建子类对象Zi1 z = new Zi1(); // 调用子类中的show方法z1.show(); }
}
演示结果：
Fu num = 6
Zi num = 6

子父类中出现了同名的成员变量时，子类会优先访问自己对象中的成员变量。如果此时想访问父类成员变量如何解决呢？我们可以使用super关键字。

2.5.1.3 super访问父类成员变量

子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用super 关键字，修饰父类成员变量，类似于 this 。

需要注意的是：super代表的是父类对象的引用，this代表的是当前对象的引用。

使用格式：

super.父类成员变量名

子类方法需要修改，代码如下：

class Fu {// Fu中的成员变量。int num = 5;
}class Zi extends Fu {// Zi中的成员变量int num = 6;public void show() {int num = 1;// 访问方法中的numSystem.out.println("method num=" + num);// 访问子类中的numSystem.out.println("Zi num=" + this.num);// 访问父类中的numSystem.out.println("Fu num=" + super.num);}
}class Demo04 {public static void main(String[] args) {// 创建子类对象Zi1 z = new Zi1(); // 调用子类中的show方法z1.show(); }
}演示结果：
method num=1
Zi num=6
Fu num=5

小贴士：Fu 类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了，子类是不能直接访问的。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员变量呢？对！可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

2.5.2 成员方法

2.5.2.1 成员方法不重名

如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。代码如下：

class Fu {public void show() {System.out.println("Fu类中的show方法执行");}
}
class Zi extends Fu {public void show2() {System.out.println("Zi类中的show2方法执行");}
}
public  class Demo05 {public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();//子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行z.show(); z.show2();}
}

2.5.2.2 成员方法重名

如果子类父类中出现重名的成员方法，则创建子类对象调用该方法的时候，子类对象会优先调用自己的方法。

代码如下：

class Fu {public void show() {System.out.println("Fu show");}
}
class Zi extends Fu {//子类重写了父类的show方法public void show() {System.out.println("Zi show");}
}
public class ExtendsDemo05{public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();// 子类中有show方法，只执行重写后的show方法z.show();  // Zi show}
}

2.5.3 构造器

2.5.3.1 引入

当类之间产生了关系，其中各类中的构造器，又产生了哪些影响呢？
首先我们要回忆两个事情，构造器的定义格式和作用。

  1. 构造器的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
  2. 构造器的作用是初始化对象成员变量数据的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。（先有爸爸，才能有儿子）

继承后子类构造器特点:子类所有构造器的第一行都会先调用父类的无参构造器，再执行自己

2.5.3.2 案例演示

按如下需求定义类:

  1. 人类
    成员变量: 姓名,年龄
    成员方法: 吃饭
  2. 学生类
    成员变量: 姓名,年龄,成绩
    成员方法: 吃饭

代码如下：

class Person {private String name;private int age;public Person() {System.out.println("父类无参");}// getter/setter省略
}class Student extends Person {private double score;public Student() {//super(); // 调用父类无参,默认就存在，可以不写，必须再第一行System.out.println("子类无参");}public Student(double score) {//super();  // 调用父类无参,默认就存在，可以不写，必须再第一行this.score = score;    System.out.println("子类有参");}}public class Demo07 {public static void main(String[] args) {Student s1 = new Student();System.out.println("----------");Student s2 = new Student(99.9);}
}输出结果：
父类无参
子类无参
----------
父类无参
子类有参

2.5.3.3 小结

  • 子类构造器执行的时候，都会在第一行默认先调用父类无参数构造器一次。
  • 子类构造器的第一行都隐含了一个**super()**去调用父类无参数构造器，**super()**可以省略不写。

2.6 方法重写

2.6.1 概念

方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

2.6.2 使用场景和案例

发生在子父类之间的关系。
子类继承了父类的方法，但是子类觉得父类的这方法不足以满足自己的需求，子类重新写了一个与父类同名的方法，以便覆盖父类的该方 法。

例如：我们定义了一个动物类代码如下：

public class Animal  {public void run(){System.out.println("动物跑的很快！");}public void cry(){System.out.println("动物都可以叫~~~");}
}

然后定义一个猫类，猫可能认为父类cry()方法不能满足自己的需求

代码如下：

public class Cat extends Animal {public void cry(){System.out.println("我们一起学猫叫，喵喵喵！喵的非常好听！");}
}public class Test {public static void main(String[] args) {// 创建子类对象Cat ddm = new Cat()；// 调用父类继承而来的方法ddm.run();// 调用子类重写的方法ddm.cry();}
}

2.6.3 @Override重写注解

  • @Override:注解，重写注解校验！

  • 这个注解标记的方法，就说明这个方法必须是重写父类的方法，否则编译阶段报错。

  • 建议重写都加上这个注解，一方面可以提高代码的可读性，一方面可以防止重写出错！

    加上后的子类代码形式如下：

    public class Cat extends Animal {// 声明不变，重新实现// 方法名称与父类全部一样，只是方法体中的功能重写写了！@Overridepublic void cry(){System.out.println("我们一起学猫叫，喵喵喵！喵的非常好听！");}
}

2.6.4 注意事项

  1. 方法重写是发生在子父类之间的关系。
  2. 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
  3. 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

2.7 super(…)和this(…)

2.7.1 引入

class Person {private String name;private int age;public Person() {System.out.println("父类无参");}// getter/setter省略
}class Student extends Person {private double score;public Student() {//super(); // 调用父类无参构造器,默认就存在，可以不写，必须再第一行System.out.println("子类无参");}public Student(double score) {//super();  // 调用父类无参构造器,默认就存在，可以不写，必须再第一行this.score = score;    System.out.println("子类有参");}// getter/setter省略
}public class Demo07 {public static void main(String[] args) {// 调用子类有参数构造器Student s2 = new Student(99.9);System.out.println(s2.getScore()); // 99.9System.out.println(s2.getName()); // 输出 nullSystem.out.println(s2.getAge()); // 输出 0}
}

我们发现，子类有参数构造器只是初始化了自己对象中的成员变量score，而父类中的成员变量name和age依然是没有数据的，怎么解决这个问题呢，我们可以借助与super(…)去调用父类构造器，以便初始化继承自父类对象的name和age.

2.7.2 super和this的用法格式

super和this完整的用法如下:

this.成员变量    	--    本类的
super.成员变量    	--    父类的this.成员方法名()  	--    本类的    
super.成员方法名()   --    父类的

接下来我们使用调用构造器格式：

super(...) -- 调用父类的构造器，根据参数匹配确认
this(...) -- 调用本类的其他构造器，根据参数匹配确认

2.7.3 super(…)用法演示

代码如下：

class Person {private String name ="凤姐";private int age = 20;public Person() {System.out.println("父类无参");}public Person(String name , int age){this.name = name ;this.age = age ;}// getter/setter省略
}class Student extends Person {private double score = 100;public Student() {//super(); // 调用父类无参构造器,默认就存在，可以不写，必须再第一行System.out.println("子类无参");}public Student(String name ， int age，double score) {super(name ,age);// 调用父类有参构造器Person(String name , int age)初始化name和agethis.score = score;    System.out.println("子类有参");}// getter/setter省略
}public class Demo07 {public static void main(String[] args) {// 调用子类有参数构造器Student s2 = new Student("张三"，20，99);System.out.println(s2.getScore()); // 99System.out.println(s2.getName()); // 输出 张三System.out.println(s2.getAge()); // 输出 20}
}

注意：

子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。

super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

super(…)是根据参数去确定调用父类哪个构造器的。

2.7.4 super(…)案例图解

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造器调用时，一定先调用父类的构造器。理解图解如下：

2.7.5 this(…)用法演示

  • 默认是去找本类中的其他构造器，根据参数来确定具体调用哪一个构造器。
  • 为了借用其他构造器的功能。
package com.itheima._08this和super调用构造器;
/*** this(...):*    默认是去找本类中的其他构造器，根据参数来确定具体调用哪一个构造器。*    为了借用其他构造器的功能。**/
public class ThisDemo01 {public static void main(String[] args) {Student xuGan = new Student();System.out.println(xuGan.getName()); // 输出:徐干System.out.println(xuGan.getAge());// 输出:21System.out.println(xuGan.getSex());// 输出： 男}
}class Student{private String name ;private int age ;private char sex ;public Student() {// 很弱，我的兄弟很牛逼啊，我可以调用其他构造器：Student(String name, int age, char sex)this("徐干",21,'男');}public Student(String name, int age, char sex) {this.name = name ;this.age = age   ;this.sex = sex   ;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public char getSex() {return sex;}public void setSex(char sex) {this.sex = sex;}
}

2.7.6 小结

  • 子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。

  • super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

  • super(…)和this(…)是根据参数去确定调用父类哪个构造器的。

  • super(…)可以调用父类构造器初始化继承自父类的成员变量的数据。

  • this(…)可以调用本类中的其他构造器。

2.8 继承的特点

  1. Java只支持单继承，不支持多继承。
// 一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
class A {}
class B {}
class C1 extends A {} // ok
// class C2 extends A, B {} // error
  1. 一个类可以有多个子类。
// A可以有多个子类
class A {}
class C1 extends A {}
class C2 extends  A {}
  1. 可以多层继承。
class A {}
class C1 extends A {}
class D extends C1 {}

顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。

3. 多态

3.1 多态的形式

多态是出现在继承或者实现关系中的。

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类/实现类构造器;
变量名.方法名();

多态的前提：有继承关系，子类对象是可以赋值给父类类型的变量。例如Animal是一个动物类型，而Cat是一个猫类型。Cat继承了Animal，Cat对象也是Animal类型，自然可以赋值给父类类型的变量。

3.2 多态的案例演示

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。如果子类没有重写该方法，就会调用父类的该方法。

总结起来就是：编译看左边，运行看右边。

代码如下：

定义父类：

public class Animal {  public void eat()｛System.out.println("动物吃东西！")｝
}

定义子类：

class Cat extends Animal {  public void eat() {  System.out.println("吃鱼");  }  
}  class Dog extends Animal {  public void eat() {  System.out.println("吃骨头");  }  
}

定义测试类：

public class Test {public static void main(String[] args) {// 多态形式，创建对象Animal a1 = new Cat();// 调用的是 Cat 的 eata1.eat();// 多态形式，创建对象Animal a2 = new Dog();// 调用的是 Dog 的 eata2.eat();}  
}

3.3 多态的定义和前提

多态： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。

从上面案例可以看出，Cat和Dog都是动物，都是吃这一行为，但是出现的效果（表现形式）是不一样的。

前提【重点】

  1. 继承或者实现【二选一】

  2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】

  3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

    父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

3.4 多态的好处

实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。代码如下：

定义父类：

public abstract class Animal {  public abstract void eat();  
}

定义子类：

class Cat extends Animal {  public void eat() {  System.out.println("吃鱼");  }  
}  class Dog extends Animal {  public void eat() {  System.out.println("吃骨头");  }  
}

定义测试类：

public class Test {public static void main(String[] args) {// 多态形式，创建对象Cat c = new Cat();  Dog d = new Dog(); // 调用showCatEat showCatEat(c);// 调用showDogEat showDogEat(d); /*以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代而执行效果一致*/showAnimalEat(c);showAnimalEat(d); }public static void showCatEat (Cat c){c.eat(); }public static void showDogEat (Dog d){d.eat();}public static void showAnimalEat (Animal a){a.eat();}
}

由于多态特性的支持，showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。

当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。

不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。从而实现了实现类的自动切换。

所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

3.5 多态的弊端

我们已经知道多态编译阶段是看左边父类类型的，如果子类有些独有的功能，此时多态的写法就无法访问子类独有功能了。

class Animal{public  void eat()｛System.out.println("动物吃东西！")｝
}
class Cat extends Animal {  public void eat() {  System.out.println("吃鱼");  }  public void catchMouse() {  System.out.println("抓老鼠");  }  
}  class Dog extends Animal {  public void eat() {  System.out.println("吃骨头");  }  
}class Test{public static void main(String[] args){Animal a = new Cat();a.eat();a.catchMouse();//编译报错，编译看左边，Animal没有这个方法}
}

3.5 引用类型转换

3.5.1 为什么要转型

多态的写法就无法访问子类独有功能了。

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

回顾基本数据类型转换

  • 自动转换: 范围小的赋值给范围大的.自动完成:double d = 5;
  • 强制转换: 范围大的赋值给范围小的,强制转换:int i = (int)3.14

​ 多态的转型分为向上转型（自动转换）与向下转型（强制转换）两种。

3.5.2 向上转型（自动转换）

  • 向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换（自动转换）的过程，这个过程是默认的。
    当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。
    使用格式：
父类类型  变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

**原因是：父类类型相对于子类来说是大范围的类型，Animal是动物类，是父类类型。Cat是猫类，是子类类型。Animal类型的范围当然很大，包含一切动物。**所以子类范围小可以直接自动转型给父类类型的变量。

3.5.3 向下转型（强制转换）

  • 向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。
    一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。

使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Aniaml a = new Cat();Cat c =(Cat) a;

3.5.4 案例演示

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

转型演示，代码如下：

定义类：

abstract class Animal {  abstract void eat();  
}  class Cat extends Animal {  public void eat() {  System.out.println("吃鱼");  }  public void catchMouse() {  System.out.println("抓老鼠");  }  
}  class Dog extends Animal {  public void eat() {  System.out.println("吃骨头");  }  public void watchHouse() {  System.out.println("看家");  }  
}

定义测试类：

public class Test {public static void main(String[] args) {// 向上转型  Animal a = new Cat();  a.eat(); 				// 调用的是 Cat 的 eat// 向下转型  Cat c = (Cat)a;       c.catchMouse(); 		// 调用的是 Cat 的 catchMouse}  
}

3.5.5 转型的异常

转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：

public class Test {public static void main(String[] args) {// 向上转型  Animal a = new Cat();  a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat// 向下转型  Dog d = (Dog)a;       d.watchHouse();        // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】}  
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。

3.5.6 instanceof关键字

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof 关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名 instanceof 数据类型 
如果变量属于该数据类型或者其子类类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型或者其子类类型，返回false。

所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：

public class Test {public static void main(String[] args) {// 向上转型  Animal a = new Cat();  a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat// 向下转型  if (a instanceof Cat){Cat c = (Cat)a;       c.catchMouse();        // 调用的是 Cat 的 catchMouse} else if (a instanceof Dog){Dog d = (Dog)a;       d.watchHouse();       // 调用的是 Dog 的 watchHouse}}  
}