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Java关键字之instanceof详解

程序员文章站 2022-03-09 19:53:32
目录1、obj 必须为引用类型,不能是基本类型2、obj 为 null3、obj 为 class 类的实例对象4、obj 为 class 接口的实现类5、obj 为 class 类的直接或间接子类6、...

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 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

Java关键字之instanceof详解

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

Java关键字之instanceof详解

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