Java关键字(一)——instanceof

  instanceof 严格来说是Java中的一个双目运算符,用来测试一个对象是否为一个类的实例,用法为:

boolean result = obj instanceof Class

  其中 obj 为一个对象,Class 表示一个类或者一个接口,当 obj 为 Class 的对象,或者是其直接或间接子类,或者是其接口的实现类,结果result 都返回 true,否则返回false。

  注意:编译器会检查 obj 是否能转换成右边的class类型,如果不能转换则直接报错,如果不能确定类型,则通过编译,具体看运行时定。

1、obj 必须为引用类型,不能是基本类型

int i = 0;
System.out.println(i instanceof Integer);//编译不通过
System.out.println(i instanceof Object);//编译不通过

  instanceof 运算符只能用作对象的判断。

2、obj 为 null

System.out.println(null instanceof Object);//false

  关于 null 类型的描述在官方文档:https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-4.html#jls-4.1 有一些介绍。一般我们知道Java分为两种数据类型,一种是基本数据类型,有八个分别是 byte  short  int  long  float  double  char boolean,一种是引用类型,包括类,接口,数组等等。而Java中还有一种特殊的 null 类型,该类型没有名字,所以不可能声明为 null 类型的变量或者转换为 null 类型,null 引用是 null 类型表达式唯一可能的值,null 引用也可以转换为任意引用类型。我们不需要对 null 类型有多深刻的了解,我们只需要知道 null 是可以成为任意引用类型的特殊符号

  在 JavaSE规范 中对 instanceof 运算符的规定就是:如果 obj 为 null,那么将返回 false。

3、obj 为 class 类的实例对象

Integer integer = new Integer(1);
System.out.println(integer instanceof  Integer);//true

  这没什么好说的,最普遍的一种用法。

4、obj 为 class 接口的实现类

  了解Java 集合的,我们知道集合中有个上层接口 List,其有个典型实现类 ArrayList

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

  所以我们可以用 instanceof 运算符判断 某个对象是否是 List 接口的实现类,如果是返回 true,否则返回 false

ArrayList arrayList = new ArrayList();
System.out.println(arrayList instanceof List);//true

  或者反过来也是返回 true

List list = new ArrayList();
System.out.println(list instanceof ArrayList);//true

5、obj 为 class 类的直接或间接子类

  我们新建一个父类 Person.class,然后在创建它的一个子类 Man.class

public class Person {

}

  Man.class

public class Man extends Person{
	
}

  测试:

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

  注意第一种情况, p1 instanceof Man ,Man 是 Person 的子类,Person 不是 Man 的子类,所以返回结果为 false。

6、问题

  前面我们说过编译器会检查 obj 是否能转换成右边的class类型,如果不能转换则直接报错,如果不能确定类型,则通过编译,具体看运行时定。

  看如下几个例子:

Person p1 = new Person();

System.out.println(p1 instanceof String);//编译报错
System.out.println(p1 instanceof List);//false
System.out.println(p1 instanceof List<?>);//false
System.out.println(p1 instanceof List<Person>);//编译报错

  按照我们上面的说法,这里就存在问题了,Person 的对象 p1 很明显不能转换为 String 对象,那么自然 Person 的对象 p1 instanceof String 不能通过编译,但为什么 p1 instanceof List 却能通过编译呢?而 instanceof List<Person> 又不能通过编译了?

7、深究原理

  我们可以看Java语言规范Java SE 8 版:https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-15.html#jls-15.20.2

   如果用伪代码描述:

boolean result;
if (obj == null) {
  result = false;
} else {
  try {
      T temp = (T) obj; // checkcast
      result = true;
  } catch (ClassCastException e) {
      result = false;
  }
}

  也就是说有表达式 obj instanceof T,instanceof 运算符的 obj 操作数的类型必须是引用类型或空类型; 否则,会发生编译时错误。 

  如果 obj 强制转换为 T 时发生编译错误,则关系表达式的 instanceof 同样会产生编译时错误。 在这种情况下,表达式实例的结果永远为false。

  在运行时,如果 T 的值不为null,并且 obj 可以转换为 T 而不引发ClassCastException,则instanceof运算符的结果为true。 否则结果是错误的

  简单来说就是:如果 obj 不为 null 并且 (T) obj 不抛 ClassCastException 异常则该表达式值为 true ,否则值为 false 。

  所以对于上面提出的问题就很好理解了,为什么 p1 instanceof String 编译报错,因为(String)p1 是不能通过编译的,而 (List)p1 可以通过编译。

8、instanceof 的实现策略

  JavaSE 8 instanceof 的实现算法:https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-6.html#jvms-6.5.instanceof

  

 

  1、obj如果为null,则返回false;否则设S为obj的类型对象,剩下的问题就是检查S是否为T的子类型;

  2、如果S == T,则返回true;

  3、接下来分为3种情况,之所以要分情况是因为instanceof要做的是“子类型检查”,而Java语言的类型系统里数组类型、接口类型与普通类类型三者的子类型规定都不一样,必须分开来讨论。

  ①、S是数组类型:如果 T 是一个类类型,那么T必须是Object;如果 T 是接口类型,那么 T 必须是由数组实现的接口之一;

  ②、接口类型:对接口类型的 instanceof 就直接遍历S里记录的它所实现的接口,看有没有跟T一致的;

  ③、类类型:对类类型的 instanceof 则是遍历S的super链(继承链)一直到Object,看有没有跟T一致的。遍历类的super链意味着这个算法的性能会受类的继承深度的影响。

参考链接:https://www.zhihu.com/question/21574535  

 

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posted @ 2018-03-02 09:23  YSOcean  阅读(526363)  评论(21编辑  收藏  举报