【疯狂Java_突破程序员基本功的16课】charpt7 面向对象的陷阱

7.1 instanceof运算符的陷阱

instanceof运算符的前一个操作数通常是一个引用类型的变量，后一个操作数通常是一个类（也可以是接口，可以把接口当成一种特殊的类），它用于判断前面的对象是否是后面的类或其子类、实现类的实例。如果是，返回true，否则返回false。

根据java语言规范，使用instanceof运算符有一个限制：instanceof运算符前面操作数的编译时类型必须是如下3种情况：

要么与后面的类相同；
要么是后面的类的父类；
要么是后面类型的子类

如果前面操作数的编译时类型与后面的类型没有任何关系，程序将无法通过编译。

观察下面程序：

public class InstanceofTest {
    public static void main(String[] args) {
        Object str = "疯狂Java讲义";
        // 执行强制类型转换，让math引用原来str引用的对象
        Math math = (Math) str;              // 1
        System.out.println("字符串是否是String的实例：" + (math instanceof String));     //2
    }
}

粗看之下，可能会得到一个结论：这个程序不能通过编译，编译期应该在1行代码处提示编译错误，因为1行代码尝试把一个String强制转型为Math。但是编译该程序时，却发现编译期提示如下的错误：

InstanceofTest.java:6: 不可转换的类型
找到： java.lang.Math
需要： java.lang.String
        System.out.println("字符串是否是String的实例：" + (math instanceof String));
                                                 ^
1 错误

至于1行出的代码为何没有出现编译错误，这和强制转型的机制有关。对于Java的强制转型而言，也可以分为编译、运行两个阶段来分析它。

在编译阶段，强制转型要求被转型变量的编译时类型必须是如下3种情况之一：

被转型变量的编译时类型与目标类型相同；
被转型变量的编译时类型是目标类型的父类；
被转型变量的编译时类型是目标类型子类，这种情况下可以自动向上转型，无需强制转换。

如果被转型变量的编译时类型与目标类型没有任何继承关系，编译期将提示错误。通过上面的分析可以看出，强制类型转换的编译阶段只关心引用变量的编译时类型，至于该引用变量实际引用对象的类型，编译器并不关心，也没法关心。

在运行阶段，被转型变量所引用对象的时实际类型必须是目标类型的实例，或者是目标类型的子类、实现类的实例，否则在运行时将引发ClassCastException异常。

另外如果给一个引用变量赋值null，例如以下程序，将返回false：

public class InstanceofTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = null;
        System.out.println("null是否是String的实例：" + (str instanceof String));
    }
}