Java關(guān)鍵字之instanceof詳解
instanceof 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是Java中的一個(gè)雙目運(yùn)算符,用來(lái)測(cè)試一個(gè)對(duì)象是否為一個(gè)類(lèi)的實(shí)例,用法為:
boolean result = obj instanceof Class
其中 obj 為一個(gè)對(duì)象,Class 表示一個(gè)類(lèi)或者一個(gè)接口,當(dāng) obj 為 Class 的對(duì)象,或者是其直接或間接子類(lèi),或者是其接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi),結(jié)果result 都返回 true,否則返回false。
注意:編譯器會(huì)檢查 obj 是否能轉(zhuǎn)換成右邊的class類(lèi)型,如果不能轉(zhuǎn)換則直接報(bào)錯(cuò),如果不能確定類(lèi)型,則通過(guò)編譯,具體看運(yùn)行時(shí)定。
1、obj 必須為引用類(lèi)型,不能是基本類(lèi)型
int i = 0; System.out.println(i instanceof Integer);//編譯不通過(guò) System.out.println(i instanceof Object);//編譯不通過(guò)
instanceof 運(yùn)算符只能用作對(duì)象的判斷。
2、obj 為 null
System.out.println(null instanceof Object);//false
關(guān)于 null 類(lèi)型的描述在官方文檔 有一些介紹。一般我們知道Java分為兩種數(shù)據(jù)類(lèi)型,一種是基本數(shù)據(jù)類(lèi)型,有八個(gè)分別是 byte short int long float double char boolean,一種是引用類(lèi)型,包括類(lèi),接口,數(shù)組等等。而Java中還有一種特殊的 null 類(lèi)型,該類(lèi)型沒(méi)有名字,所以不可能聲明為 null 類(lèi)型的變量或者轉(zhuǎn)換為 null 類(lèi)型,null 引用是 null 類(lèi)型表達(dá)式唯一可能的值,null 引用也可以轉(zhuǎn)換為任意引用類(lèi)型。我們不需要對(duì) null 類(lèi)型有多深刻的了解,我們只需要知道 null 是可以成為任意引用類(lèi)型的特殊符號(hào)。
在JavaSE規(guī)范中對(duì) instanceof 運(yùn)算符的規(guī)定就是:如果 obj 為 null,那么將返回 false。
3、obj 為 class 類(lèi)的實(shí)例對(duì)象
Integer integer = new Integer(1); System.out.println(integer instanceof Integer);//true
這沒(méi)什么好說(shuō)的,最普遍的一種用法。
4、obj 為 class 接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)
了解Java 集合的,我們知道集合中有個(gè)上層接口 List,其有個(gè)典型實(shí)現(xiàn)類(lèi) ArrayList
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
所以我們可以用 instanceof 運(yùn)算符判斷 某個(gè)對(duì)象是否是 List 接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi),如果是返回 true,否則返回 false
ArrayList arrayList = new ArrayList(); System.out.println(arrayList instanceof List);//true
或者反過(guò)來(lái)也是返回 true
List list = new ArrayList(); System.out.println(list instanceof ArrayList);//true
5、obj 為 class 類(lèi)的直接或間接子類(lèi)
我們新建一個(gè)父類(lèi) Person.class,然后在創(chuàng)建它的一個(gè)子類(lèi) Man.class
public class Person { }
Man.class
public class Man extends Person{ }
測(cè)試:
Person p1 = new Person(); Person p2 = new Man(); Man m1 = new Man(); System.out.println(p1 instanceof Man);//false System.out.println(p2 instanceof Man);//true System.out.println(m1 instanceof Man);//true
注意第一種情況, p1 instanceof Man ,Man 是 Person 的子類(lèi),Person 不是 Man 的子類(lèi),所以返回結(jié)果為 false。
6、問(wèn)題
前面我們說(shuō)過(guò)編譯器會(huì)檢查 obj 是否能轉(zhuǎn)換成右邊的class類(lèi)型,如果不能轉(zhuǎn)換則直接報(bào)錯(cuò),如果不能確定類(lèi)型,則通過(guò)編譯,具體看運(yùn)行時(shí)定。
看如下幾個(gè)例子:
Person p1 = new Person(); System.out.println(p1 instanceof String);//編譯報(bào)錯(cuò) System.out.println(p1 instanceof List);//false System.out.println(p1 instanceof List<?>);//false System.out.println(p1 instanceof List<Person>);//編譯報(bào)錯(cuò)
按照我們上面的說(shuō)法,這里就存在問(wèn)題了,Person 的對(duì)象 p1 很明顯不能轉(zhuǎn)換為 String 對(duì)象,那么自然 Person 的對(duì)象 p1 instanceof String 不能通過(guò)編譯,但為什么 p1 instanceof List 卻能通過(guò)編譯呢?而 instanceof List<Person> 又不能通過(guò)編譯了?
7、深究原理
我們可以看Java語(yǔ)言規(guī)范Java SE 8 版:https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-15.html#jls-15.20.2
如果用偽代碼描述:
boolean result; if (obj == null) { result = false; } else { try { T temp = (T) obj; // checkcast result = true; } catch (ClassCastException e) { result = false; } }
也就是說(shuō)有表達(dá)式 obj instanceof T,instanceof 運(yùn)算符的 obj 操作數(shù)的類(lèi)型必須是引用類(lèi)型或空類(lèi)型; 否則,會(huì)發(fā)生編譯時(shí)錯(cuò)誤。
如果 obj 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為 T 時(shí)發(fā)生編譯錯(cuò)誤,則關(guān)系表達(dá)式的 instanceof 同樣會(huì)產(chǎn)生編譯時(shí)錯(cuò)誤。 在這種情況下,表達(dá)式實(shí)例的結(jié)果永遠(yuǎn)為false。
在運(yùn)行時(shí),如果 T 的值不為null,并且 obj 可以轉(zhuǎn)換為 T 而不引發(fā)ClassCastException,則instanceof運(yùn)算符的結(jié)果為true。 否則結(jié)果是錯(cuò)誤的
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是:如果 obj 不為 null 并且 (T) obj 不拋 ClassCastException 異常則該表達(dá)式值為 true ,否則值為 false 。
所以對(duì)于上面提出的問(wèn)題就很好理解了,為什么p1 instanceof String 編譯報(bào)錯(cuò),因?yàn)?String)p1 是不能通過(guò)編譯的,而 (List)p1 可以通過(guò)編譯。
8、instanceof 的實(shí)現(xiàn)策略
JavaSE 8 instanceof 的實(shí)現(xiàn)算法:https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-6.html#jvms-6.5.instanceof
1、obj如果為null,則返回false;否則設(shè)S為obj的類(lèi)型對(duì)象,剩下的問(wèn)題就是檢查S是否為T(mén)的子類(lèi)型;
2、如果S == T,則返回true;
3、接下來(lái)分為3種情況,之所以要分情況是因?yàn)閕nstanceof要做的是“子類(lèi)型檢查”,而Java語(yǔ)言的類(lèi)型系統(tǒng)里數(shù)組類(lèi)型、接口類(lèi)型與普通類(lèi)類(lèi)型三者的子類(lèi)型規(guī)定都不一樣,必須分開(kāi)來(lái)討論。
①、S是數(shù)組類(lèi)型:如果 T 是一個(gè)類(lèi)類(lèi)型,那么T必須是Object;如果 T 是接口類(lèi)型,那么 T 必須是由數(shù)組實(shí)現(xiàn)的接口之一;
②、接口類(lèi)型:對(duì)接口類(lèi)型的 instanceof 就直接遍歷S里記錄的它所實(shí)現(xiàn)的接口,看有沒(méi)有跟T一致的;
③、類(lèi)類(lèi)型:對(duì)類(lèi)類(lèi)型的 instanceof 則是遍歷S的super鏈(繼承鏈)一直到Object,看有沒(méi)有跟T一致的。遍歷類(lèi)的super鏈意味著這個(gè)算法的性能會(huì)受類(lèi)的繼承深度的影響。
參考鏈接:https://www.zhihu.com/question/21574535
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