為什麼在 Java 中將超類別物件轉換為子類別會拋出 ClassCastException？

轉換錯誤：從超類別到子類別的明確轉換

在Java 中，將物件從超類別轉換為子類別可能並不總是有效的操作。即使編譯器在編譯期間沒有偵測到任何錯誤，這種差異也可能導致 ClassCastException 的發生。

考慮以下程式碼片段：

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

public class Dog extends Animal {
    public void eat() {}

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        Dog dog = (Dog) animal;
    }
}

執行上述程式碼後，執行時間將拋出 ClassCastException。發生這種情況是因為將 Animal 引用（動物）轉換為 Dog 引用（狗）是不安全的操作。編譯器無法預見每一種可能的情況，它依賴程式設計師來確保此類操作的有效性。

出現此運行時錯誤的主要原因是animal變數引用的實際物件是一個實例Animal 類，而不是 Dog 類。透過執行明確強制轉換，程式設計師實質上是在聲明他們完全了解該物件的類型，並斷言它確實是一個 Dog 物件。然而，在這種情況下，這個斷言是不正確的。

為了優雅地處理這種情況，建議在if 語句中使用instanceof 運算子在轉換之前驗證物件的實際類型：

if (animal instanceof Dog) {
    Dog dog = (Dog) animal;
}

此附加檢查可確保僅強制轉換真正屬於所需類型的對象，從而最大限度地減少運行時出現ClassCastException 錯誤的可能性。

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