4.2 类型转换

　　CLR最重要的特征之一就是类型安全性。在运行时，CLR总是知道一个对象是什么类型。调用GetType方法，总是知道一个对象确切的类型是什么。由于这个方法是非虚方法，所以一个类型不可能伪装成另一个类型。例如：Employee类型不能重写GetType方法，并返回一个SuperHero类型。

　　开发人员经常需要将一个对象从一种类型转换为其他各种类型。CLR允许将一个对象转换为它的（实际）类型或者它的任何基类型。每种编程语言都规定了开发人员具体如何进行这种转型操作。例如，C#不要求任何特殊语法即可将一个对象转换为它的任何基类型，因为向基类型的转换被认为是一种安全的隐式转换。然而，将对象转换为它的某个派生类型时，C#要求开发人员只能进行显式转换，因为这样的转换可能在运行时失败。以下代码演示了向基类型和派生类型的转换：

//该类型隐式派生自System.Object

internal class Employee{

         …

}

public sealed class Program{

         public static void Main(){

                   //不需要转型，因为new返回一个Employee对象，而Object是Employee的基类型

                   Object o = new Employee();

                  

                   //需要转型，因为Employee派生自Object。

                   //其他语言（比如Visual Basic）也许不要求像这样进行强制类型转换

                   Employee e = (Employee) o;

         }

}

　　这个例子展示了你需要做什么，才能让编译器顺利地编译这些代码。接着，让我们看看运行时发生的事情。在运行时，CLR检查转型操作，确定总是转换为对象的实际类型或者它的任何基类型。例如，以下代码虽然能通过编译，但在运行时会抛出一个InvalidCastException异常。

internal class Employee{
         …
}

internal class Manager : Employee{
         …
}

public sealed class Program{

public static void Main(){
         //构造一个Manager对象，并把它传给PromoteEmployee，Manager“属于”（IS-A）Object，
         //所以PromoteEmployee能成功运行
         Manager m = new Manager();
         PromoteEmployee(e);
 
         //构造一个DateTime对象，并把它传给PromoteEmployee。
         //DateTime不是从Employee派生的，所以PromoteEmployee
         //抛出一个System.InvalidCastException异常
         DateTime newYears = new DateTime(2010,1,1);
         PromoteEmployee(newYears);
}

public static void PromoteEmployee(Object o){
         //编译器在编译时无准确地获知对象o引用的是什么类型。所以，编译器运行代码通过编译。
         //但在运行时，CLR知道了o引用的是什么类型（在每次执行转型的时候），
         //所以它会核实对象的类型是不是Employee或者从Employee派生的任何类型
         Employee e = (Employee) o;
         …
　　}
}

　　在Main方法中，会构造一个Manager对象，并将其传给PromoteEmployee。这些代码能成功编译并运行，因为Manager最终是从Object派生的，而PromoteEmployee期待的正是一个Object。在PromoteEmployee内部，CLR核实o引用的是一个Employee对象，或者是从Employee派生的一个类型的对象。由于Manager是从Employee派生的，所以CLR执行类型转换，运行PromoteEmployee继续执行。

　　PromoteEmployee返回之后，Main继续构造一个DateTime对象，并将其传给PromoteEmployee。同样地，DateTime是从Object派生的，所以编译器会顺利编译调用PromoteEmployee的代码。但在PromoteEmployee内部，CLR会检查类型转换，发现o引用的是一个DateTime对象，它既不是一个Employee，也不是从Employee派生的任何类型。所以，CLR会禁止转型，抛出一个System.InvalidCastException异常。

　　如果CLR允许这样的转型，就无类型安全性可言了，将出现难以预料的结果—其中包括应用程序崩溃，以及安全漏洞的出现（因为一种类型能轻松地伪装成另一种类型）。类型伪装是许多漏洞的根源，它还会破坏应用程序的稳定性和健壮性。因此，类型安全是CLR的一个极其重要的目标。

　　顺便说一句，声明PromoteEmployee方法的正确方式是将类型参数指定为Employee，而不要指定为Object。在前面的例子中，如果想这样进行修改，编译时就会开始报错，避免等到运行时才报错。我之所以使用Object，是为了演示C#编译器和CLR如何处理类型转换和类型安全性。