在 C# 中编写向上转型和向下转型表达式

Question

最近在研究c#中的向上转型和向下转型。我知道向上转型是指从派生 class 到基础 class 的转换。然而，当我看到向上转换的实际例子（如下所示）时，我感到困惑。

public class Shape 
{
...
}

public class Circle : Shape
{
...
}

Circle circle = new Circle();
Shape shape = new Shape();
// Converting an object into its base class reference
shape = circle

如果我们将 circle 转换成它的基础 class 引用，它不应该像

circle = shape

抱歉，如果听起来太业余了。这是因为我一直看到如下格式的表达式：

int x = 3; // means assign 3 to variable x.

所以我很困惑为什么圆圈在右手边而不是在左手边。请指教。算我一个初学者吧。

Answer 1

你在你的例子中基本上做的也可以写成如下：

Circle circle = new Circle();
Shape shape = (Shape)circle; //Casting the object to the base type

所以您正在将 Circle 类型的对象转换为 Shape 类型的对象。在您的代码中，这是 "automatically" 完成的，因为您将值分配给类型为 Shape.

的新变量

这进一步解释了 casting/base 类：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/types/casting-and-type-conversions

Answer 2

(旁白：这被称为 upcasting 因为，传统上，绘制 class 图使得基础 classes 在物理上显示在派生的上方classes.)

现在当你这样做时：

shape = circle; // shape->(instance of Circle)

您正在将 Circle 引用分配给 Shape 引用，以便在分配后引用 shape 将引用 Circle.

这很好，因为您可以用 Shape 做的所有事情您也可以用 Circle 做。

但是，如果您这样做：

circle = shape; // circle->(instance of Shape)

您正在将 Shape 引用分配给 Circle 引用。您不能这样做，因为（如果可能的话）您将能够访问 Shape.

中不存在的 Circle 功能

例如，假设 Circle.Radius 存在但 Shape.Radius 不存在。

如果允许您将 circle 引用指向 Shape 如果您尝试访问 circle.Radius 会发生什么？答案是：会发生未定义的行为，因为 Shape.Radius 不存在。

Answer 3

没有

问题是：Shape 不是 Circle，但 Circle 是 Shape。

这意味着 Circle 总是可以放在需要 Shape 的地方，但是当你需要 Circle 时，你不能把任何 Shape 因为它也可能是 Triangle.

这就是为什么你需要明确地转换它（使用 (Type)variable 或 variable as Type）。

基本上，我们假设如下：

class Shape {}
class Circle : Shape {}
class Triangle : Shape {}

现在，我们还有一个 Triangle 让我们可以更好地实际布局：

Circle c = new Circle();
Triangle t = c; // Impossible due to Circle not being a Triangle
Shape s = c; // Possible because a Circle is a Shape
Triangle t2 = s; // Impossible because Shape may be a Triangle or any other derived class

Answer 4

如果你了解set，你就很容易理解为什么'shape = circle'可以，'circle = shape'不可以。

想想这个。

A是Alphabet的一个字符。

所以我们可以说

public class A : Alphabet
{
}

据我们所知。

Alphabet 也是

public class Alphabet
{
}

如果我们画个图，可以是这样的

┌───────── Alphabet ───────┐
│ A B C D E ... a b c ... z│
└──────────────────────────┘

我们可以说 z 是 Alphabet，但我们不能说 Alplabet 是 z，因为 Alphabet 包含的不仅仅是 z。

所以，让我们看看圆形和形状。

Circle包含了Shape的信息，并且增加了更多的变量。（可能不是，但可以更改。）

所以我们可以说Circle是一组Shape。

我们可以修改基于Shape的Circle。我们也可以初始化 Circle.

但是如果你这样做'Shape = Circle'，Circle中的一些东西无法初始化。

它 returns 错误。

Answer 5

我会尽力解释：

变量shape包含对类型Shape对象的引用。

当你写 Shape shape = new Shape(); 变量 shape 将包含对新 Shape 对象的引用。

当您通过写入 shape = circle 重新分配 shape 时，它包含对另一个对象的引用。对象circle的类型是circle，但是由于circle继承了shape所以做这个赋值是可以的；对 circle 进行了隐式转换以键入 Shape.

进行此转换的另一种可能更清晰的方法是进行显式转换：

Circle circle = new Circle();
Shape circleAsShape = (Shape)circle;

Answer 6

向上转型意味着将对象的类型更改为派生较少的基础 class（Circle 对象到 Sape）。

向下转换在另一个方向起作用，例如。从 Shape 转换为 Circle.

派生类型多的变量可以很容易地分配给派生类型少的变量，因为这里隐式地进行了向上转换，因为 Circle 也是一个 Shape。这就是为什么派生类型多的值可以分配给派生类型少的变量。

反之则行不通，因为 Shape 是通用的，我们不知道它是否是 Circle。因此，当您尝试向下转换时，您需要明确指定它：

// this won't work
Shape shape = new Shape();
Circle c = (Circle)shape;
// this will
Shape shape = new Circle();
// we know we have Circle object so we can downcast
Circle c = (Circle)shape;

在 C# 中编写向上转型和向下转型表达式

Writing Upcasting and Downcasting expressions in c#

c#

downcast

upcasting