C#引用类型转换,到底使用is,as还是显式强转?

在C#中，当引用类型需要转换的时候，经常会用到关键字is、as以及显式强转。本篇来体验这三者的用法。

先来梳理.NET引用类型转换的"约定俗成"，或者叫"惯例"：
● 子类可以隐式转换为父类/基类，也就是"里氏替换原则"所说的：子类必须能够替换其父类/基类。
● 父类/基类转换为子类时，必须进行显式类型强转。

  子类转换成父类

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal animal = new Dog(){Name = "Dog",Age = 1};
            Console.WriteLine(animal.Name);
            Console.ReadKey();
        }
    }
           
    public class Animal
    {
        public string Name { get; set; }
    }

    public class Dog : Animal
    {
        public int Age { get; set; }
    }

输出结果：Dog   

以上，体验了子类转换成父类，从中可以看出：子类Dog确实能替换父类Animal，换句话说，子类就是父类，子类的实例可以赋值给父类的变量，不需要as，不需要强转，一切都是隐式发生，很好地体现了"里氏替换原则"。

  父类转换为子类，父类变量通过子类赋值而创建

  父类as成子类：

Animal animal = new Dog(){Name = "Dog",Age = 1};
            Dog dog = animal as Dog;
            Console.WriteLine(dog.Name + " " + dog.Age);
            Console.ReadKey();

输出结果：Dog 1

  父类显式强转成子类

Animal animal = new Dog(){Name = "Dog",Age = 1};
            Dog dog = (Dog)animal;
            Console.WriteLine(dog.Name + " " + dog.Age);
            Console.ReadKey();

输出结果：Dog 1   

以上，不管是使用as还是显式强转，父类都可以转换成子类，但是有前提的：把子类实例赋值给父类变量。  

  父类转换为子类，父类变量通过自身构造函数而创建

  父类as成子类失败：

Animal animal = new Animal(){Name = "Sheep"};
            Dog dog = animal as Dog;
            Console.WriteLine(dog.Name + " " + dog.Age);
            Console.ReadKey();

输出结果：报"NullReferenceException"错

可见，当父类变量通过自身构造函数而创建时，无法将父类转换成子类。

(1)为了避免as的时候报"NullReferenceException"错，引入关键is做类型判断：

Animal animal = new Animal(){Name = "Sheep"};
            if (animal is Dog)
            {
                Dog dog = animal as Dog;
                Console.WriteLine(dog.Name + " " + dog.Age);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("animal不能转换为Dog");
            }
            Console.ReadKey();

输出结果：animal不能转换为Dog

(2)用as做类型转换的时候，如果转换失败，返回null。根据这点，也可以通过判断as转换后的返回值是否为null,来避免报错：

Animal animal = new Animal(){Name = "Sheep"};
            Dog dog = animal as Dog;
            if (dog != null)
            {
                Console.WriteLine(dog.Name + " " + dog.Age);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("animal不能转换为Dog");
            }
            Console.ReadKey();

输出结果：animal不能转换为Dog   

  父类显式强转成子类失败

Animal animal = new Animal(){Name = "Sheep"};
            Dog dog = (Dog) animal;
            Console.WriteLine(dog.Name + " " + dog.Age);
            Console.ReadKey();

输出结果：报"InvalidCastException"错

可见，当父类变量通过自身构造函数而创建时，无法将父类转换成子类。

为了避免显示强转时报"InvalidCastException"错，引入关键字is做类型判断：

Animal animal = new Animal(){Name = "Sheep"};
            if (animal is Dog)
            {
                Dog dog = (Dog)animal;
                Console.WriteLine(dog.Name + " " + dog.Age);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("animal不能转换为Dog");
            }
            Console.ReadKey();

输出结果：animal不能转换为Dog

  总结

● 对于引用类型的转换，应该考虑使用显式强转或as。两者的区别在于：一旦类型无法转换，使用显式强转会报错，而使用as会返回null。
● 为了避免显式强转或as所引发的报错，应该考虑使用is来判断类型间是否能转换。
● 使用as进行引用类型转换，不仅可以用is来判断类型间是否能转换，还可以通过判断as后的返回值是否为null，然后采取相应的操作。
● 对于基本类型的转换：使用Convert, Parse, TryParse等。

is用于判断类型是否一致，as和显式强转用于类型的转换。