为什么这种沮丧在 C# 中失败了？答案

【问题标题】：why this downcast fail in C#?为什么这种沮丧在 C# 中失败了？
【发布时间】：2017-07-13 18:43:16
【问题描述】：

我有一个基类和派生类，如下所示

 public class BaseClass
{
    public int No { set; get; }
}

public class Derived : BaseClass
{
    public string Name { set; get; }
}

当我创建基类的实例并希望将其向下转换为派生类时，它返回 InvalidCastOperation。

class Program
{
    static void Main( string[] args )
    {
        BaseClass bas = new BaseClass();
        Derived derived = (Derived)bas; // invalid cast operation. why?
        System.Console.WriteLine();
    }
}

我想知道为什么它不起作用？是实现此请求的解决方案吗？

【问题讨论】：

stackoverflow.com/questions/1524197/downcast-and-upcast的可能重复
这应该叫upcasting。
所有 Derived 都是 BaseClass 但并非所有 BaseClass 都是 Derived
您正在初始化基类并尝试将其转换为派生类。基类没有关于派生类的任何信息，也没有与派生类相关的属性。所以做不到。派生类可以转换为基类，但反之亦然。如果您在此处解释您要实现的目标会更好。

标签： c#

【解决方案1】：

这是因为你需要创建一个 Derived 的实例，如果你想能够转换回它：

BaseClass bas = new Derived();

然后您将能够将bas 实例（声明为BaseClass 类型）转换为具体的Derived 类，它是它的一个实例：

Derived derived = (Derived)bas;

【讨论】：

【解决方案2】：

使用更有意义的名称：

class Fruit { }
class Apple : Fruit { public int PitCount; }

Fruit f = new Fruit(); // f is just some undetermined Fruity thing
Apple a = (Apple) f;   // why would it be an Apple? Where would PitCount come from?

防止某些此类错误的方法是制作 Fruit abstract。
当f 可以来自各种来源时，更常见的使用模式是：

if (f is Apple)
{
    Apple a = (Apple) f; // now it will work
}

【讨论】：

很好的例子。感谢其他朋友的回复

【解决方案3】：

您创建了BaseClass 的实例并尝试将其转换为Derived。当然失败了。每个Derived 也是一个BaseClass，但绝对不是相反。

如果你这样做了

BaseClass bas = new Derived();
Derived derived = (Derived) bas;

它会起作用，因为实例实际上是Derived 的一个实例。

【讨论】：

【解决方案4】：

继承的规则是：

派生类的每个实例也是基类的一个实例
反之则不适用。并非每个基类也是一个特定的派生类。它可能只是基类的一个实例（如您的示例），也可能是从 Base 派生的另一个类的实例。

修正你的例子：

BaseClass bas = new Derived();
Derived derived = (Derived)bas; // or better: = bas as Dervied

【讨论】：

为什么bas as Derived 在您看来应该更好？我们已经知道 bas实际上是Derived的一个实例，不需要安全转换和检查null。
在这种情况下是的 - 没关系。只是我通常更喜欢安全强制转换（和类型检查）而不是简单地抛出异常。
类型检查和安全转换是没用的，你最好不要使用 as-cast 并检查 null 或者如果你真的想要类型检查然后使用直接转换。但这超出了问题或此答案的范围，仅此而已。
这就是我的意思。 as cast plus null 检查对我来说是一种类型检查。 is 运算符是另一个 - 取决于具体情况。

【解决方案5】：

您不能将基对象强制转换为派生类型，因为该对象不是派生类型。反过来也行，因为DerivedType 对象本质上也是BaseType。反之亦然 - BaseType 不一定是 DerivedType。

这样想。你可以这样做：

Square a = new Square();
Shape b = (Shape)a;

因为继承允许它发生 - 正方形是一个形状。

但是，尝试这样做：

Shape a = new Shape();
Square b = (Square)a;

行不通，因为即使正方形是一种形状，三角形、圆形、平行四边形或梯形也可以这样说。能够采用任何随机形状并说它可以是其中的 any 是没有意义的，因为这与说它是 all 是一样的，这显然不是真的——正方形不是，也永远不会是三角形。

【讨论】：

【解决方案6】：

当你写这篇文章时你期望什么：

object o = new object();
MyClass m = (MyClass) o;

当然这会失败，因为o 只是一个object，对MyClass 没有任何了解。特别是o 不知道如何设置MyClass 中定义的字段和属性，因此在创建o 时，您可以只设置object 中定义的那些成员，而不是MyClass 中定义的那些成员。因此，如果演员阵容成功，会发生什么？您有一个只有这些成员的 object 实例，将其转换为 MyClass 并获得后者的无效实例，因为它的任何成员都没有被初始化。

换句话说：MyClass 的每个实例都是 object，但当然不是每个object 都是 MyClass。

你有几个机会。

创建派生类的实例
```
BaseClass b = new Derived();
```

创建一个复制构造函数，它基于BaseClass 的当前实例创建一个新的Derived 实例：

public class BaseClass
{
    public int MyProperty { get; set; }
}

public class Derived : BaseClass
{
    public string AnotherProperty { get; set;}

    public Derived(BaseClass b)
    {
        this.MyProperty = b.MyProperty;
        this.AnotherProperty = "MyValue";
    }
}

使用一些基于反射的代码来创建Derived 的新实例并从BaseClass 的现有实例复制所有属性和字段。这与 2 非常相似，但避免了您必须在代码中自己设置成员。

【讨论】：

【解决方案7】：

你 Derived 扩展了 BaseClass。

您使用一个属性创建Basclass。

当您尝试将其转换为 Derived 时，尚未创建属性 Name（可以这么说）

如果你想尝试

 Derived derived = new Derived();
 BaseClass bas =(BaseClass)derived;
 System.Console.ReadLine();

它会起作用，因为派生扩展了基础，因此在创建派生时，它同时将 Name 和 No 强制转换为 BaseClass 有效地删除了 Name 变量。

铸造无法像您尝试那样添加变量。它希望它在那里，但它不是。

【讨论】：

【解决方案8】：

要回答为什么会失败，基本上是因为你的Derived EXTENDS 你的BaseClass。这意味着它添加了更多（功能、字段...），而这些在您的BaseClass 中不存在。为此，编译器必须神奇地创建一个包含此扩展的新实例，然后将其分配给您的字段/变量。

收拾东西。每当您创建对象的实例时，它都会创建该类型内的所有成员（包括基本类型元数据）。由于您的BaseClass 是作为该类型创建的，因此它对Derived 一无所知。更不用说您的 Derived 对象引入的新属性。

// BaseClass :
//  - metadata of this type and System.Object ( because every object derives from System.Object in C# )
//  - field info of "No" property's backing field 
//  - property info "No" property

// Derived :
//  - metadata of this type and BaseClass type
//  - field info of "Name" property's backing field 
//  - property info "Name" property

【讨论】：