为什么我们需要在 C# 中进行 Upcasting 和 Downcasting？

Question

考虑我们有三个类，Shape 是基类，另外两个类 Circle 和 Text 继承自基类（Shape）

形状文件

namespace ObjectOriented
{
    public class Shape
    {
        public int Height { get; set; }
        public int Width { get; set; }
        public int X { get; set; }
        public int Y { get; set; }

        public void Draw()
        {

        }
    }
}

文本文件

using System;

namespace ObjectOriented
{
    public class Text : Shape
    {
        public string FontType { get; set; }
        public int FontSize { get; set; }

        public void Weirdo()
        {
            Console.WriteLine("Weird stuff");
        }

    }
}

圆.cs

namespace ObjectOriented
{
    public class Circle : Shape
    {

    }
}

我们都知道 Upcasting 总是成功的，我们从子类引用创建对基类的引用

Text txt = new Text();
Shape shape = txt //upcast

和向下转换可能会抛出和InvalidCastException的例如

Text txt = new Text();
Shape shape = txt; //upcast
Circle c = (Circle)shape; //DownCast InvalidCastException

我感到困惑的是，我们可能需要向上/向下转换和对象的情况/情况是什么？

Answer 1

通常，您对存储在例如列表中的对象使用向上转换。（共享基类型，甚至Object可以使用）

List<Shape> shapes = new List<Shape>();

shapes.Add((Shape)new Text());    // <-- the upcast is done automatically
shapes.Add(new Circle());

向下转换时，您需要检查它是否是正确的类型：

foreach(Shape shape in shapes)
{
    if(shape is Circle)
    {
        Circle circle = (Circle)shape;
        // do something..
    }

}

一件事是，Circle并且Text都是Shape，但你不能将 a 转换Circle为 a Text。这是因为两个类都在扩展Shape类并添加不同的功能/属性。

例如：有一个Car和Bike分享他们同基地Vihicle （用于运输人或货物，特别是对土地的事情），但Bike扩展了Vihicle与马鞍和Car扩展与厢体，例如电机。因此，它们不能相互“投射”，但两者都可以视为Vihicle.

有一些有用的扩展方法可以处理类型检查：

foreach(Circle circle in shapes.OfType<Circle>())
{
    // only shapes of type Circle are iterated.
}

“真实世界”示例：

如果你有一个窗口，它上面有很多控件。像标签/按钮/列表视图/等。所有这些控件都存储在其基本类型的集合中。

例如 WPF 控件：所有子控件（在 FrameWorkElement 中）都存储在UIElementCollection. 因此，作为子项添加的所有控件都必须从UIElement.

当您迭代所有子控件（UIElement 的）并搜索例如标签时，您必须检查它的类型：

foreach(UIElement element in this.Children)
{
    if(element is Label)
    {
        Label myLabel = (Label)element;
        myLabel.Content = "Hi there!";
    }
}

此循环会将所有标签（在此范围内）更改为“您好！”。