Что такое явные и неявные приведения с чем связано их наличие
Перейти к содержимому

Что такое явные и неявные приведения с чем связано их наличие

  • автор:

Java/Приведение типов

Допустим, вам необходимо перевести short в int или наоборот, в Java вы можете это сделать двумя путями: явным и неявным:

int a = 3; short b = 7; a = b; //Неявное приведение a = (int) b; //Явное приведение b = a; //Вот так нельзя! b = (short) a; //Явное приведение 

Явное приведение типов сообщает компилятору или человеку читающему код, что вы знаете о том что это не тот тип, но уверены в том что у вас всё получится.

Неявное же приведение типов компилятор замечает, и если программист переводит более большой тип в меньший, он будет ругаться.

Также при неявном приведении дробного в целочисленный или наоборот компилятор тоже будет ругаться.

И пример логики приведения:

int a = 1611; double b = 71.92; long c = 7129391011L; byte d = 3; d = c; //Ошибка компиляции System.out.println((double) a) //Вывод: 1611.0 System.out.println((int) b) //Вывод: 71 

Явные и неявные приведения типов в Java

В Java существует много типов данных. В большинстве случаев при кодировании необходимо изменить тип данных, чтобы понять обработку переменной, и это называется приведением типа.

Что такое приведение типов в Java?

Приведение типов в Java – это присвоение значения одного примитивного типа данных другому. Вы должны знать о совместимости этого типа данных. Если они совместимы, тогда Java выполнит преобразование, известное как автоматическое преобразование типов, а если нет, то их необходимо явно преобразовать.

В Java есть два типа приведения:

  • Расширение приведения (автоматически) – преобразование меньшего типа данных в больший размер типа. byte -> short -> char -> int -> long -> float -> double
  • Сужение приведения (вручную) – преобразование данных большего размера в тип меньшего размера. double -> float -> long -> int -> char -> short -> byte

Неявное

Тип приведения, когда два типа данных автоматически конвертируются. Также известно как неявное преобразование. Происходит, когда два типа данных совместимы, а также когда мы присваиваем значение меньшего типа данных большему типу данных.

Например, числовые типы данных совместимы друг с другом, но автоматическое преобразование из числового типа в тип char или boolean не поддерживается.

Кроме того, char и boolean не совместимы друг с другом. Теперь давайте напишем логику для неявного приведения типов, чтобы понять, как это работает.

public class Conversion < public static void main(String[] args) < int i = 200; //automatic type conversion long l = i; //automatic type conversion float f = l; System.out.println("Int value "+i); System.out.println("Long value "+l); System.out.println("Float value "+f); >>
Int value 200 Long value 200 Float value 200.0

Явное

В этом случае, если вы хотите присвоить значение большего типа данных меньшему типу данных, вы можете выполнить явное приведение или сужение типов. Это полезно для несовместимых типов данных, где автоматическое преобразование невозможно.

Давайте разберемся с этим на примере.

//Java program to illustrate explicit type conversion public class Narrowing < public static void main(String[] args) < double d = 200.06; //explicit type casting long l = (long)d; //explicit type casting int i = (int)l; System.out.println("Double Data type value "+d); //fractional part lost System.out.println("Long Data type value "+l); //fractional part lost System.out.println("Int Data type value "+i); >>
Double Data type value 200.06 Long Data type value 200 Int Data type value 200

Явное приведение в выражениях

Когда вы вычисляете выражения, выходные данные автоматически обновляются до большего типа данных операнда. Но если вы сохраните этот результат в каком-либо меньшем типе данных, он генерирует ошибку времени компиляции, из-за которой нам нужно набрать приведение вывода.

//Java program to illustrate type casting int to byte public class ExplicitTest < public static void main(String args[]) < byte b = 70; //type casting int to byte b = (byte)(b * 2); System.out.println(b); >>

Примечание: в случае одиночных операндов результат конвертируется в int, а затем соответственно преобразуется в тип.

Что такое явные и неявные приведения с чем связано их наличие

Каждый базовый тип данных занимает определенное количество байт памяти. Это накладывает ограничение на операции, в которые вовлечены различные типы данных. Рассмотрим следующий пример:

int a = 4; byte b = a; // ! Ошибка

В данном коде мы столкнемся с ошибкой. Хотя и тип byte, и тип int представляют целые числа. Более того, значение переменной a, которое присваивается переменной типа byte, вполне укладывается в диапазон значений для типа byte (от -128 до 127). Тем не менее мы сталкиваемся с ошибкой на этапе компиляции. Поскольку в данном случае мы пытаемся присвоить некоторые данные, которые занимают 4 байта, переменной, которая занимает всего один байт.

Тем не менее в программе может потребоваться, чтобы подобное преобразование было выполнено. В этом случае необходимо использовать операцию преобразования типов (операция () ):

int a = 4; byte b = (byte)a; // преобразование типов: от типа int к типу byte System.out.println(b); // 4

Операция преобразования типов предполагает указание в скобках того типа, к которому надо преобразовать значение. Например, в случае операции (byte)a , идет преобразование данных типа int в тип byte. В итоге мы получим значение типа byte.

Явные и неявные преобразования

Когда в одной операции вовлечены данные разных типов, не всегда необходимо использовать операцию преобразования типов. Некоторые виды преобразований выполняются неявно, автоматически.

Автоматические преобразования

Преобразования типов в языке Java

Стрелками на рисунке показано, какие преобразования типов могут выполняться автоматически. Пунктирными стрелками показаны автоматические преобразования с потерей точности.

Автоматически без каких-либо проблем производятся расширяющие преобразования (widening) — они расширяют представление объекта в памяти. Например:

byte b = 7; int d = b; // преобразование от byte к int

В данном случае значение типа byte, которое занимает в памяти 1 байт, расширяется до типа int, которое занимает 4 байта.

Расширяющие автоматические преобразования представлены следующими цепочками:

byte -> short -> int -> long

short -> float -> double

Автоматические преобразования с потерей точности

Некоторые преобразования могут производиться автоматически между типами данных одинаковой разрядности или даже от типа данных с большей разрядностью к типа с меньшей разрядностью. Это следующие цепочки преобразований: int -> float , long -> float и long -> double . Они производятся без ошибок, но при преобразовании мы можем столкнуться с потерей информации.

int a = 2147483647; float b = a; // от типа int к типу float System.out.println(b); // 2.14748365E9
Явные преобразования

Во всех остальных преобразованиях примитивных типов явным образом применяется операция преобразования типов. Обычно это сужающие преобразования (narrowing) от типа с большей разрядностью к типу с меньшей разрядностью:

long a = 4; int b = (int) a;

Потеря данных при преобразовании

При применении явных преобразований мы можем столкнуться с потерей данных. Например, в следующем коде у нас не возникнет никаких проблем:

int a = 5; byte b = (byte) a; System.out.println(b); // 5

Число 5 вполне укладывается в диапазон значений типа byte, поэтому после преобразования переменная b будет равна 5. Но что будет в следующем случае:

int a = 258; byte b = (byte) a; System.out.println(b); // 2

Результатом будет число 2. В данном случае число 258 вне диапазона для типа byte (от -128 до 127), поэтому произойдет усечение значения. Почему результатом будет именно число 2?

Число a, которое равно 258, в двоичном системе будет равно 00000000 00000000 00000001 00000010 . Значения типа byte занимают в памяти только 8 бит. Поэтому двоичное представление числа int усекается до 8 правых разрядов, то есть 00000010 , что в десятичной системе дает число 2.

Усечение рациональных чисел до целых

При преобразовании значений с плавающей точкой к целочисленным значениям, происходит усечение дробной части:

double a = 56.9898; int b = (int)a;

Здесь значение числа b будет равно 56, несмотря на то, что число 57 было бы ближе к 56.9898. Чтобы избежать подобных казусов, надо применять функцию округления, которая есть в математической библиотеке Java:

double a = 56.9898; int b = (int)Math.round(a);

Преобразования при операциях

Нередки ситуации, когда приходится применять различные операции, например, сложение и произведение, над значениями разных типов. Здесь также действуют некоторые правила:

  • если один из операндов операции относится к типу double , то и второй операнд преобразуется к типу double
  • если предыдущее условие не соблюдено, а один из операндов операции относится к типу float , то и второй операнд преобразуется к типу float
  • если предыдущие условия не соблюдены, один из операндов операции относится к типу long , то и второй операнд преобразуется к типу long
  • иначе все операнды операции преобразуются к типу int
int a = 3; double b = 4.6; double c = a+b;

Так как в операции участвует значение типа double, то и другое значение приводится к типу double и сумма двух значений a+b будет представлять тип double.

byte a = 3; short b = 4; byte c = (byte)(a+b);

Две переменных типа byte и short (не double, float или long), поэтому при сложении они преобразуются к типу int , и их сумма a+b представляет значение типа int. Поэтому если затем мы присваиваем эту сумму переменной типа byte, то нам опять надо сделать преобразование типов к byte.

Если в операциях участвуют данные типа char, то они преобразуются в int:

int d = 'a' + 5; System.out.println(d); // 102

Преобразования типов

В программировании нередко значения переменных одного типа присваиваются переменным другого типа. Например, в приведенном ниже фрагменте кода целое значение типа int присваивается переменной с плавающей точкой типа float:

int i; float f; i = 10; f = i; // присвоить целое значение переменной типа float

Если в одной операции присваивания смешиваются совместимые типы данных, то значение в правой части оператора присваивания автоматически преобразуется в тип, указанный в левой его части. Поэтому в приведенном выше фрагменте кода значение переменной i сначала преобразуется в тип float, а затем присваивается переменной f. Но вследствие строгого контроля типов далеко не все типы данных в C# оказываются полностью совместимыми, а следовательно, не все преобразования типов разрешены в неявном виде. Например, типы bool и int несовместимы. Правда, преобразование несовместимых типов все-таки может быть осуществлено путем приведения. Приведение типов, по существу, означает явное их преобразование.

Автоматическое преобразование типов

Когда данные одного типа присваиваются переменной другого типа, неявное преобразование типов происходит автоматически при следующих условиях:

  • оба типа совместимы
  • диапазон представления чисел целевого типа шире, чем у исходного типа

Если оба эти условия удовлетворяются, то происходит расширяющее преобразование. Например, тип int достаточно крупный, чтобы вмещать в себя все действительные значения типа byte, а кроме того, оба типа, int и byte, являются совместимыми целочисленными типами, и поэтому для них вполне возможно неявное преобразование.

Числовые типы, как целочисленные, так и с плавающей точкой, вполне совместимы друг с другом для выполнения расширяющих преобразований. Рассмотрим пример:

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace ConsoleApplication1 < class Program < static void Main(string[] args) < short num1, num2; num1 = 10; num2 = 15; Console.WriteLine("+ = ",num1,num2,Sum(num1,num2)); Console.ReadLine(); > static int Sum(int x, int y) < return x + y; >> > 

Обратите внимание на то, что метод Sum() ожидает поступления двух параметров типа int. Тем не менее, в методе Main() ему на самом деле передаются две переменных типа short. Хотя это может показаться несоответствием типов, программа будет компилироваться и выполняться без ошибок и возвращать в результате, как и ожидалось, значение 25.

Причина, по которой компилятор будет считать данный код синтаксически корректным, связана с тем, что потеря данных здесь невозможна. Поскольку максимальное значение (32767), которое может содержать тип short, вполне вписывается в рамки диапазона типа int (максимальное значение которого составляет 2147483647), компилятор будет неявным образом расширять каждую переменную типа short до типа int. Формально термин «расширение» применяется для обозначения неявного восходящего приведения (upward cast), которое не приводит к потере данных.

Приведение несовместимых типов

Несмотря на всю полезность неявных преобразований типов, они неспособны удовлетворить все потребности в программировании, поскольку допускают лишь расширяющие преобразования совместимых типов. А во всех остальных случаях приходится обращаться к приведению типов. — это команда компилятору преобразовать результат вычисления выражения в указанный тип. А для этого требуется явное преобразование типов. Ниже приведена общая форма приведения типов:

Здесь целевой_тип обозначает тот тип, в который желательно преобразовать указанное выражение.

Если приведение типов приводит к сужающему преобразованию, то часть информации может быть потеряна. Например, в результате приведения типа long к типу int часть информации потеряется, если значение типа long окажется больше диапазона представления чисел для типа int, поскольку старшие разряды этого числового значения отбрасываются. Когда же значение с плавающей точкой приводится к целочисленному, то в результате усечения теряется дробная часть этого числового значения. Так, если присвоить значение 1,23 целочисленной переменной, то в результате в ней останется лишь целая часть исходного числа (1), а дробная его часть (0,23) будет потеряна. Давайте рассмотрим пример:

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace ConsoleApplication1 < class Program < static void Main(string[] args) < int i1 = 455, i2 = 84500; decimal dec = 7.98845m; // Приводим два числа типа int // к типу short Console.WriteLine((short)i1); Console.WriteLine((short)i2); // Приводим число типа decimal // к типу int Console.WriteLine((int)dec); Console.ReadLine(); >> >

Результатом работы данной программы будет:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *