ダウンキャスティング

クラスベースのプログラミングにおいて、ダウンキャスト、または型の改良とは、基底クラスまたは親クラス参照を、より制限された派生クラス参照にキャストする行為です。[ 1 ]これは、^{オブジェクト}がすでに派生クラスのインスタンスである場合にのみ許可されるため、この変換は本質的に誤りを伴います。

多くの環境では、型のイントロスペクションを使用して実行時にオブジェクト インスタンスの型を取得し、その結果を使用して別の型との型の互換性を明示的に評価できます。多態型を比較す​​ると、同等 (同一) または無関係 (非互換) であることの他に、さらに 2 つのケースが考えられます。つまり、最初の型が 2 番目の型から派生し、次に同じものが逆に入れ替わった場合です (サブタイピング § 包含 を参照)。

この情報を使用すると、プログラムは、オブジェクトを型付き変数に格納するなどの操作を実行する前に、その操作が型安全かどうか、またはエラーになるかどうかをテストできます。ランタイム インスタンスの型がターゲット変数 (つまり親) の型 (の子) から派生している場合は、ダウンキャストが可能です。

OCamlなどの一部の言語ではダウンキャストが禁止されています。^[2]

public class Fruit {} // 親クラスpublic class Apple extends Fruit {} // 子クラス    
      

public static void main ( String [] args ) { // 以下は暗黙的なアップキャストです: Fruit parent = new Apple (); // 以下はダウンキャストです。ここでは、変数 `parent` がApple のインスタンスを保持しているため動作します: Apple child = ( Apple ) parent ; }     
    
        
    
    
       

// 親クラス: 
class Fruit { public : //実行時チェック済みの動的キャストを使用するにはポリモーフィックである必要があります。virtual ~ Fruit () = default ; };  
 
  
     


// 子クラス: 
class Apple : public Fruit {};     

int main ( int argc , const char ** argv ) { // 以下は暗黙的なアップキャストです: Fruit * parent = new Apple (); // 以下はダウンキャストです。ここでは、変数 `parent` がApple のインスタンスを保持しているため、これが機能します: Apple * child = dynamic_cast < Apple *> ( parent ); }      
  
      
  
  
     

ダウンキャストは、親変数によって参照される値の型がわかっている場合に役立ち、値をパラメータとして渡すときによく使用されます。以下の例では、メソッド objectToString は、String 型であると想定される Object パラメータを受け取ります。

public static String objectToString ( Object myObject ) { // これは、現在値を保持している myObject が文字列の場合にのみ機能します。return ( String ) myObject ; }     
    
     


public static void main ( String [] args ) { // String を渡したので、myObject の値は String なので、これは機能します。String result = objectToString ( " My String" ); Object iFail = new Object (); // String の値を持たない Object を渡したので、これは失敗します。result = objectToString ( iFail ) ; }     
    
       
        
    
      

このアプローチでは、ダウンキャストによってコンパイラがエラーの可能性を検出できなくなり、代わりに実行時エラーが発生します。myObject を String ('(String)myObject') にダウンキャストすることは、myObject が String 型である場合があるため、コンパイル時には不可能であり、渡されたパラメータが論理的かどうかを判断できるのは実行時のみです。汎用的な java.lang.Object.toString() を使用して myObject をコンパイル時の String に変換することもできますが、役に立たなかったり安全でなかったりする toString() のデフォルト実装を呼び出すリスクがあり、例外処理ではこれを防ぐことができません。

C++ では、実行時の型チェックはdynamic_castを通じて実装されます。コンパイル時のダウンキャストはstatic_castによって実装されますが、この操作では型チェックは実行されません。不適切に使用すると、未定義の動作が発生する可能性があります。

よく考えられていない設計の例として、Java ジェネリックが導入される前のJavaコンテナのようなトップ タイプのコンテナ^{[引用が必要]}が挙げられます。トップ タイプのコンテナでは、含まれているオブジェクトをダウンキャストして、それらを再度使用できるようにする必要が生じます。

• サブタイプの多型

• ダウンキャスティングはコードの臭いである、Jeremy D. Miller 著
• ジミー・ボガードによる悲痛な悲劇
• Bill Venners による、instanceof やダウンキャストよりもポリモーフィズムを優先する
• Scott Lysle による C# でのダウンキャスト
• 複数のダウンキャスト技術
• Sinipull によるアップキャスト、ダウンキャスト