C#教学第14讲类型转换2(学习笔记)

第14讲类型转换2

快乐乔巴的博客

  视频讲师：陈光老师

  大家好，我们接着上节课的内容继续讲解类型的转换。上节课我们讲的是值类型的转换，这节课我们来讲一下引用类型的转换。CLR最重要的特性之一就是类型安全性， 开发人员经常需要将一个对象从一种类型转换成其他类型。CLR允许将一个对象强制转换成它的类型或者它的任何基类型。我们来看一个例子：

using System; using System.Windows.Forms; //首先声明一个水果类 class Fruit { } //再声明一个苹果类，它继承于水果类 class Apple : Fruit { //声明一个公有字段，初始值为1 public int i = 1; } class Conversions { static void Main() { //声明一个水果类，然后new一个苹果类 Fruit f = new Apple(); } }

 

  我们进行编译代码，看看结果如何。通过测试本代码没有报错，运行正常。在代码中入口函数Main方法中，f是一个水果类对象的实例，而水果类又是Apple类的父类。new Apple();这句new一个Apple它将返回Apple类一个实例并赋给f，这也符合我们前面所讲的CLR允许一个对象强制转换成它的任何的基类型，而且这个转换是一个隐式的转换。
  我们再来看一下能否把一个父类Fruit赋给子类Apple呢？

//Fruit f = new Apple(); Apple a = new Fruit(); //修改代码将水果类父类赋给子类苹果

 

  我们进行编译代码，看看是否能通过编译，如图：

  我们看，编译失败。这里提示无法将类型“Fruit”隐式转换为“Apple”。下面我们来看一张图，来讲解其原因。



  Apple类继承至Fruit类，在执行Fruit f = new Apple();这句代码的时候，由于Fruit是一个引用类型，所以Fruit f会在堆栈里创建一个指针f，也就是说这个f是在堆栈里的。而new Apple它会在托管堆里面创建了一个Apple类的实例，由于Apple类继承至Fruit类，所以呢在Apple类里面也包含了Fruit类的内容。接下来把Apple类的实例赋给f这个指针。这个f指向的并不是Apple类，而是Apple类里包含的Fruit类。这样做是被允许的，正是由于Apple类包含了Fruit类里的所有内容，所以这种转型才能成功。
  接下来我们来看Apple a = new Fruit();这一句。首先Apple a在堆栈里创建了一个a指针，它准备指向一个实例。接下来new Fruit()它会在托管堆里面创建一个Fruit类实例，然后想把Fruit这个实例赋给a这个指针，显然由于Fruit类并不包含Apple类里面所包含特有的内容，这个时候把它赋给一个Apple a这样做是不行的。所以呢，导致这个语句失败。
  我们可以这样去理解，打个比方，可以说苹果是一种水果，但是呢不能说水果是一种苹果。假如CLR允许随便的转型，比如说一种类型随便转换成另外一种类型，这样呢就会违反安全性原则，将出现难以预料的结果。其中包括应用程序崩溃，以及造成安全漏洞。因为一种类型能轻松地伪装成另一种类型，类型伪装是造成许多安全漏洞的根源，并会破坏应用程序的稳定性和可靠性。因此，类型安全性是CLR一个极其重要的目标。
  CLR总是知道一个对象的类型，要想确切知道一个对象的类型可以调用GetType()方法。我们来试验一下：

using System; using System.Windows.Forms; class Fruit { } class Apple : Fruit { public int i = 1; } class Conversions { static void Main() { //声明一个水果类，然后new一个苹果类 Fruit f = new Apple(); Type t = f.GetType(); //打印出f的类型的名字 Console.WriteLine(t.FullName); } }

 

  我们可以执行下，可以得出“Apple”这个结果。虽然f声明为一个Fruit类，但是呢实际上是一个Apple类。这个时候我们就会想到了，能不能用f直接去访问Apple类的公共字段i呢？我们来实验一下，直接打印 Console.WriteLine(f.i);编译执行出错，这样的运行是不行的。屏幕上打印出“Fruit并不包含i的定义”。而实际上f指向托管堆中的Apple类中的实例，而这个Apple类的实例呢它包含了公用的字段i，那我们怎么样才能访问到它呢？这个时候就要用到强制类型转换。Apple a = f;这样转换也是不行的，大家可以自己在机器上实验下，出错提示为“无法将类型Fruit隐式转换为Apple”，也就是说必须要显示的去转换。这样呢就必须要用到cast方式(就是在预转换对象前加括号里面写要转换的类型)。

Fruit f = new Apple(); Apple a = (Appple)f; //显示转换 Console.WriteLine(a.i);

 

  这样就可以访问到i，并打印出i的值1。当然我们还能简化一下：

Console.WriteLine(((Appple)f).i);

 

  在C#语言中进行强制类型转换的另一种方式是is操作符。is操作符是检查一个对象是否兼容于指定的类型，并返回一个Boolean值，也就是True和False。注意，is操作符永远不会抛出异常，下面我们来对is操作符做一个演示：

//声明一个Fruit类实例f和一个Apple实例a Fruit f = new Fruit(); Apple a = new Apple(); Console.WriteLine(f is Fruit); Console.WriteLine(f is Apple); Console.WriteLine(a is Fruit); Console.WriteLine(a is Apple);

 

  我们来执行下，大家可以自己先判断下结果，我们来看下结果：

  我们先看下代码，f is Fruit，这个操作返回的是一个Boolean值。我们来看结果，“f is Fruit”f是一个水果，这个没错，所以返回的是True。而“f is Apple”也就是水果是一个水果，这个呢肯定是错了，所以呢返回了False。下面一句“a is Fruit”，a是一个苹果类的实例，换句话说苹果是一个水果，它返回的是True。“a is Apple”苹果是一个苹果，它返回的也是True。通过这个例子我们可以看出来，is操作符永远不会抛出异常，而只会返回True和False，这样就增加了我们代码的安全性。好，我们把前面的代码用is操作符来改写一下：

using System; using System.Windows.Forms; class Fruit { } class Apple : Fruit { public int i = 1; } class Conversions { static void Main() { Fruit f = new Apple(); //通过is操作符对2个类型之间是否兼容做一个判断 //避免了异常的抛出，使程序更加合理 //这里要注意，加入对象引用为null，那么is操作符总是返回False，因为无可用的对象来检查其类型 //以下代码CLR实际会检测2次对象的类型，第一次是f is Apple首先会检测是否其类型 if (f is Apple) { Apple a = (Apple)f; //这是第2次，CLR会再次核实f是否引用了Apple类 Console.WriteLine(a.i); } } }

 

  CLR的类型检查增强了安全性，但无疑也会对性能造成一定的影响。所以在C#中专门提供了一个as操作符，它的目的就是简化这种代码的写法。下面我们来看下代码：

class Conversions { static void Main() { Fruit f = new Apple(); //CLR会核实f是否兼容于Apple，如果答案是肯定的它就会返回一个对Apple对象的引用，并把它赋给a //如果答案是否定的，也就是说f并不兼容于Apple，那么它会返回一个null值，也就是空值 Apple a = f as Apple; //在判断中我们只需要去判断a是否为空，如果a为空说明f并不兼容于Apple，不为空说明f兼容于Apple if (a != null) { Console.WriteLine(a.i); } } }

 

  这个返回的结果是和is操作符是一样的，但是as操作符只检验了一次对象的类型，也就是说使用as操作符呢比使用is操作符的速度更快，as操作符的操工作方式跟is操作符是一样的，它永远不会抛出异常，而只会返回一个对象的引用，或者是一个空值。
  说了这么久，有些人可能会有疑问，类型转换这么麻烦有必要去使用它吗？下面我们来做一个例子，来掩饰类型转换的作用。我们来建立一个windows应用程序，点击Form窗体，然后我们在工具栏中拖几个控件放置于Form窗体上。如图：


  Windows的窗体控件它们都有一个共同的特点，它们全都继承至Control的类，现在我们运用刚才我们所学的类型转换的知识，把窗体上所有控件的名称打印在lsitbox控件上。双击button5控件，进入代码编辑窗口进行代码编写：

private void button5_Click(object sender, EventArgs e) { foreach (Control c in this.Controls) { listBox1.Items.Add(c.Name); } }

 

  我们运行程序，点击button5按钮，如图：


  我们看，所有控件的名字都打印到了listbox控件框里面，关闭窗体，我们回过头看下代码。 this .Controls窗体的Controls属性它返回的是一个集合，这个集合包含了窗体上所有的控件。当然，这些控件都有一个共同的特点，它们全部都继承至Control类，在这里我们声明了一个Control类c，并通过foreach语句遍历窗体的所控件，并打印出名称。这里就是一个类型转换典型的例子，Control类可以包含所有的窗体控件，从而呢使得它的实例c可以访问所有窗体控件的名称并打印出来。
  这时候可能会有人会问，如果我想访问指定类型的控件比如说button，那该怎么做呢？没有问题，运用刚才所学的知识就可以了。

private void button5_Click(object sender, EventArgs e) { foreach (Control c in this.Controls) { listBox1.Items.Add(c.Name); Control c1 = c as Button; if (c1 != null) { c1.Text = "kkkkkk"; } } }

 

  我们运行程序，点击button5按钮，可以看到窗体上所有button控件的Text属性都被改了，显示都为kkkk。而非button控件则没有任何的改变，我们来看一下新加进去的代码， Control c1 = c  as  Button;首先呢先把c强制转换为button类，并赋给c1，然后判断c1是否为空并改变它的Text属性，当然如果c1是一个label或者是一个TextBox，它们并不兼容于button，这样c1就为空，它就不会执行下面的代码。从而使得我们可以只操纵button类的控件。
  强制类型的转换还有很多的用途，我们在这里只是举一个简单例子，让大家更好的理解。
  好，今天的内容就讲到这里。

由快乐乔巴听课摘写笔记