Day11多态部分-6 【1.3 对象的向上转型和向下转型】

本文详细介绍了Java中对象的向上转型与向下转型的概念及其语法,并解释了如何使用instanceof关键字来确保类型转换的安全性。

【1.3 对象的向上转型和向下转型】

  • + -

    向上转型

    子类对象赋值给父类类型的引用时 会自动将子类对象对应的类型

    提升为父类类型

    语法:

    父类类型 引用 = new 子类的构造方法();

    特点:

    此时 该引用只能调用父类中所有可见的属性和方法

    不能调用子类特有的属性和方法

    向下转型

    将父类对象引用强制转为子类类型的过程

    语法:

    子类类型 引用 = (子类类型)父类对象引用;

    特点:

    1.此时 该引用可以调用子类特有的方法,同时还可以调用从父类中继承过来的所有方法

    2.在进行强制类型转换之前,一定要使用instanceof关键字判断一下 否则运行时很容易抛出"ClassCastException" 类型强制转换异常

    java.lang.ClassCastException 类型制转转换异常;

    【instanceof 运算符】 用来在运行时 指出对象是否是特定类型的一个实例

    【instanceof 语法】: 对象  instanceof  类型

    【结果是boolean类型】:

    true: 对象属于该类型

    false: 对象不属于该类型

    • + -

      /* Animal1 c = new Cat1(); //有个人来给你爸爸去讲课 讲电工培训,

      但爸爸不在,我又想挣这钱,就易容成我爸爸,

      show(c);//然后去讲课,我只会讲java培训,问讲的是什么课?

      还是Java因为实际讲课人是我;

      Dog1 dd =(Dog1 ) d;//现在女友来找逛街,

      但我此时还是易容成我爸爸的样子,

      现在偷偷要去卸妆才出来

      * dd.show2();//然后和女友逛街

      */

      /*

      一个儿子经过化妆成了父亲,但他实际上还是儿子,

      那么他做的事(行为),是儿子做的呢?还是父亲做的呢?

      显然还是儿子,化了妆的儿子,必须先从'父亲'卸妆成儿子

      ,才能干儿子特有的事(行为)

      */

      • + -

        public static void main(String[] args) {

        Animal1 c = new Cat1();

        show(c);

        /*ClassCastException" 类型强制转换异常 

         Day11.Dog1 cannot be cast to Day11.Cat1 Day11。

        狗1不能被扔到Day11.Cat1

        Dog1  dd  = (Dog1) d;  

        show(d);*/

        Animal1 d =  new Dog1();

        show(d);

        Animal1 p = new Pig1();

        show(p);

        }

        public static void show(Animal1 tmp){//1.进来的是Animal1的引用

        tmp.eat();

        // Cat1 t = (Cat1) tmp;//(向下转型 )2.转成Cat1的引用

        // t.show1();//3.再调Cat1特有的功能

        if(tmp instanceof Cat1){//如果tmp进来的是猫就

        Cat1 t = (Cat1) tmp;

        t.show1();

        }else if(tmp instanceof Dog1){//否则 如果进来的是狗就

        Dog1 d =(Dog1) tmp;

        d.show2();

        }else if(tmp instanceof Pig1){

        Pig1 p =(Pig1) tmp;

        p.show3();

        }

        }

        • package Day11;

          public class Test_03 {

          public static void main(String[] args) {

          // Manager m =new Manager("000","小");

          // m.work();

          // m.managerwork();

          Employee manager = new Manager("001", "张三丰");

          Employee sales = new Sales("002", "欧拉");

          Test_03 boss =new Test_03();

          boss.show(manager);

          boss.show(sales);

          }

          public static void show(Employee tmp) {// 在Main里普通方法要加static

          System.out.println("工号" + tmp.getWorkId());

          tmp.work();

          if (tmp instanceof Manager) {

          Manager m = (Manager) tmp;

          m.managerwork();

          // tmp.setName("黎经理");

          // ((Manager) tmp).managerwork();

          } else if (tmp instanceof Sales) {

          Sales n = (Sales) tmp;

          n.sale();

          // tmp.setName("黄经理");

          // ((Sales) tmp).managerwork();

          }

          }

          }

          class Employee {

          private String workId;// workid

          private String name;

          public Employee() {// 无参构造没有void只有public

          super();// 不写也是默认存在的

          }

          public Employee(String workId, String name) {

          super();// 不写也是默认存在的

          this.workId = workId;

          this.name = name;

          }

          public void setWorkId(String workId) {

          this.workId = workId;

          }

          public String getWorkId() {

          return workId;

          }

          public void setName(String name) {

          this.name = name;

          }

          public String getName() {

          return name;

          }

          public void work() {

          System.out.println("员工都要开会!");

          }

          }

          class Manager extends Employee {// 经理

          public Manager() {// 无参

          super();

          }

          public Manager(String workId, String name) {// 有参

          super(workId,name);

          }

          public void managerwork() {

          System.out.println("经理[" + getName() + "],管理普通员工");

          }

          }

          class Sales extends Employee {// 销售

          public Sales() {// 无参

          super();

          }

          public Sales(String workId, String name) {// 有参

          super(workId,name);

          }

          public void sale() {

          System.out.println("销售部的[" + getName() + "],销售业绩排第一");

          }

          }     

本项目采用C++编程语言结合ROS框架构建了完整的双机械臂控制系统,实现了Gazebo仿真环境下的协同运动模拟,并完成了两台实体UR10工业机器人的联动控制。该毕业设计在答辩环节获得98分的优异成绩,所有程序代码均通过系统性调试验证,保证可直接部署运行。 系统架构包含三个核心模块:基于ROS通信架构的双臂协调控制器、Gazebo物理引擎下的动力学仿真环境、以及真实UR10机器人的硬件接口层。在仿真验证阶段,开发了双臂碰撞检测算法轨迹规划模块,通过ROS控制包实现了末端执行器的同步轨迹跟踪。硬件集成方面,建立了基于TCP/IP协议的实时通信链路,解决了双机数据同步运动指令分发等关键技术问题。 本资源适用于自动化、机械电子、人工智能等专业方向的课程实践,可作为高年级课程设计、毕业课题的重要参考案例。系统采用模块化设计理念,控制核心与硬件接口分离架构便于功能扩展,具备工程实践能力的学习者可在现有框架基础上进行二次开发,例如集成视觉感知模块或优化运动规划算法。 项目文档详细记录了环境配置流程、参数调试方法实验验证数据,特别说明了双机协同作业时的时序同步解决方案。所有功能模块均提供完整的API接口说明,便于使用者快速理解系统架构并进行定制化修改。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
【微电网】【创新点】基于非支配排序的蜣螂优化算法NSDBO求解微电网多目标优化调度研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕基于非支配排序的蜣螂优化算法(NSDBO)在微电网多目标优化调度中的应用展开研究,提出了一种改进的智能优化算法以解决微电网系统中经济性、环保性能源效率等多重目标之间的权衡问题。通过引入非支配排序机制,NSDBO能够有效处理多目标优化中的帕累托前沿搜索,提升解的多样性收敛性,并结合Matlab代码实现仿真验证,展示了该算法在微电网调度中的优越性能实际可行性。研究涵盖了微电网典型结构建模、目标函数构建及约束条件处理,实现了对风、光、储能及传统机组的协同优化调度。; 适合人群:具备一定电力系统基础知识Matlab编程能力的研究生、科研人员及从事微电网、智能优化算法应用的工程技术人员;熟悉优化算法与能源系统调度的高年级本科生亦可参考。; 使用场景及目标:①应用于微电网多目标优化调度问题的研究与仿真,如成本最小化、碳排放最低与供电可靠性最高之间的平衡;②为新型智能优化算法(如蜣螂优化算法及其改进版本)的设计与验证提供实践案例,推动其在能源系统中的推广应用;③服务于学术论文复现、课题研究或毕业设计中的算法对比与性能测试。; 阅读建议:建议读者结合文中提供的Matlab代码进行实践操作,重点关注NSDBO算法的核心实现步骤与微电网模型的构建逻辑,同时可对比其他多目标算法(如NSGA-II、MOPSO)以深入理解其优势与局限,进一步开展算法改进或应用场景拓展。
<think>嗯,用户问的是Java中的多态,特别是向上转型向下转型的概念用法,需要示例解释。首先,我需要回忆一下多态的基本概念,然后重点放在转型上。根据提供的引用资料,多态是Java的三大特性之一,继承接口实现是前提。向上转型是父类引用指向子类对象,而向下转型则是反过来,但需要强制转换instanceof检查。 用户可能需要知道为什么需要这两种转型,以及它们的具体应用场景。比如向上转型如何实现多态,让代码更灵活,而向下转型则在需要调用子类特有方法时使用。要注意的是,向上转型后不能访问子类特有的属性方法,但重写的方法会动态绑定。 接下来,需要结合引用中的例子,比如PetDog的关系,或者AnimalDog的例子。要确保示例清晰,展示向上转型的语法,以及向下转型时的强制转换instanceof的使用。同时,需要解释动态绑定的概念,即方法调用在运行时确定,这是多态的关键。 可能还需要提到向下转型的风险,比如如果不做instanceof检查直接转换可能会导致ClassCastException,所以安全性很重要。此外,应用场景方面,向上转型常用于方法参数返回类型,提高通用性;向下转型则用于需要子类特定功能的情况。 要确保回答结构清晰,先介绍概念,再分点讲解向上向下转型,给出代码示例,最后总结注意事项应用场景。同时,根据用户的要求,生成相关问题,可能涉及动态绑定、instanceof的作用、转型异常处理等。</think>### 多态向上转型向下转型详解 #### 一、核心概念 多态面向对象编程中通过**父类引用操作子类对象**的特性,分为向上转型(Upcasting)向下转型(Downcasting)两种形式: - **向上转型**:父类类型变量引用子类对象(自动完成) $$ \text{父类类型 变量名 = new 子类类型();} $$ - **向下转型**:将父类引用强制转换回子类类型(需显式声明) $$ \text{子类类型 变量名 = (子类类型)父类引用;} $$ --- #### 二、向上转型示例与特性 **代码示例**: ```java class Animal { void eat() { System.out.println("动物进食"); } } class Cat extends Animal { @Override void eat() { System.out.println("猫吃鱼"); } void jump() { System.out.println("猫跳跃"); } } public class Test { public static void main(String[] args) { Animal animal = new Cat(); // 向上转型 animal.eat(); // 输出"猫吃鱼"(动态绑定) // animal.jump(); // 编译报错,无法访问子类特有方法[^3] } } ``` **特性说明**: 1. **自动完成**:无需强制类型转换 2. **动态绑定**:调用重写方法时根据实际对象类型执行(如`eat()`方法)[^5] 3. **限制访问**:无法直接调用子类特有方法(如`jump()`)[^4] --- #### 三、向下转型示例与规则 **代码示例**: ```java Animal animal = new Cat(); if (animal instanceof Cat) { // 安全检查 Cat cat = (Cat) animal; // 向下转型 cat.jump(); // 成功调用特有方法 } ``` **强制规则**: 1. **必须显式转换**:使用`(子类类型)`语法 2. **类型检查必要**:需通过`instanceof`验证对象实际类型[^3] 3. **转换异常风险**:若未检查直接转换可能抛出`ClassCastException` --- #### 四、应用场景对比 | 转型类型 | 典型场景 | 优点 | 风险 | |---------|----------|------|------| | 向上转型 | 1. 方法参数统一化<br>2. 集合存储异构对象 | 提高代码扩展性[^2] | 丢失子类特性 | | 向下转型 | 调用子类特有方法/属性 | 恢复对象完整能力 | 类型转换异常[^4] | --- #### 五、注意事项 1. **向下转型前置条件**:对象必须原本就是目标子类实例(如`new Cat()`转`Cat`有效,但`new Animal()`转`Cat`无效)[^3] 2. **设计建议**:优先通过方法重写实现功能,减少向下转型使用 3. **性能影响**:`instanceof`检查会带来轻微性能开销
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