Java 運算子與指派深度解析（二）

目標 2：equals(Object) 方法的行為

判斷 java.lang.String、java.lang.Boolean 與 java.lang.Object 任意組合物件呼叫 equals(Object) 方法的結果。

equals 方法執行的是「深層比較」，比較物件所指向的實際值；而 == 運算子執行「淺層比較」，比較的是參考位址（若 Java 有指標的話）。無論 String 物件以何種方式建立，equals 都會進行逐字元比較。

目標 3：邏輯運算子與短路求值

在已知運算元值的運算式中，判斷 &、|、&&、|| 這些運算子會評估哪些運算元，以及整個運算式的結果。

目標 4：參數傳遞對物件與基本型別的影響

釐清將變數傳入方法並在方法內進行指派或其他修改操作時，對物件與基本型別值的影響。

一元數值提升

適用情境：

• 一元算術運算子 + 和 - 的運算元
• 一元位元補數運算子 ~ 的運算元
• 陣列建立時的維度運算式（如 new int[x]），x 必須評估為 int
• 陣列索引運算式（如 table['a']），索引必須評估為 int
• 位移運算子的各個運算元

二元數值提升

適用情境：

• 算術運算子 *、/、%、+、- 的運算元
• 關係運算子 <、<=、>、>= 的運算元
• 等值運算子 == 和 != 的數值運算元
• 位元運算子 &、^、| 的整數運算元

基本型別轉換規則

1. 三種轉換類型：指派轉換、方法呼叫轉換、算術提升
2. boolean 不能與任何非布林型別互相轉換
3. 擴展轉換被接受，窄化轉換被拒絕
4. byte、short 不能與 char 互相轉換
5. 算術提升規則：
   • 一元運算子：若運算元為 byte、short、char，轉為 int；否則不轉換
   • 二元運算子：若有 double 則全部轉 double；否則有 float 轉 float；否則有 long 轉 long；否則全部轉 int
6. 指派字面常值時，編譯器檢查數值是否在目標型別範圍內
7. final 變數指派時，若值可在編譯期確定且在範圍內，允許隱性窄化轉換
8. 方法呼叫轉換只找精確匹配或更寬的型別，不會自動窄化
9. 允許的基本型別轉換路徑：
   byte → short → int → long → float → double
char 獨立分支

基本型別強制轉型

9. 窄化轉換必須強制轉型，資料損失風險大；擴展轉換也可加上強制轉型以提高可讀性
10. 任何非布林型別可互相強制轉型
11. 不能將 boolean 轉型為其他型別，或反之

物件參考轉換

12. 三種參考型別：類別、介面、陣列
13. 兩種物件建立方式：類別實例、陣列
14. 兩種轉換：指派轉換、方法呼叫轉換
15. 只允許「向上」轉換（子型別→父型別），向下需強制轉型
16. 介面可作為變數型別宣告，參與參考轉換，但不可實例化
17. 基本型別陣列只能轉換為相同型別的陣列；物件參考陣列可轉換/強制轉型
18. 基本型別陣列可轉為 Object 參考，但不可轉為 Object[]

物件參考強制轉型規則

編譯期規則：

• 新舊型別皆為類別時，必須有繼承關係
• 皆為陣列時，必須為參考型別且元素型別可合法轉換
• 介面與非 final 類別之間總是可以強制轉型

執行期規則：

• 新型別為類別：被轉換物件的實際類別必須是新型別或其子類別
• 新型別為介面：被轉換物件的實際類別必須實作該介面

各型別參考轉換總表

• Object 參考可轉為：Object、Cloneable（需轉型）、任意類別（需轉型）、任意陣列（需轉型）、任意介面（需轉型）
• 類別型別參考可轉為：父類別（含 Object）、子類別（需轉型）、實作的介面、任意介面（需轉型，final 且未實作該介面除外）
• 介面參考可轉為：Object、父介面、任意介面/類別（需轉型，final 且未實作該介面除外）
• 基本型別陣列可轉為：Object、Cloneable、相同型別陣列
• 物件陣列可轉為：Object、Cloneable、父類別陣列（含 Object[]）、子類別陣列（需轉型）

範例題

class Superclass { }
class Subclass1 extends Superclass { }

Superclass a = new Superclass();
Subclass1 b = new Subclass1();
b = (Subclass1)a;  // 結果為何？

正確答案：b) 編譯合法，但執行期可能拋出 ClassCastException。編譯器允許向下轉型，但執行時 a 實際指向 Superclass 實例，非 Subclass1，故拋出異常。