1. 简介
在这篇快速教程中，我们将深入探讨 Java 中的 instanceof 操作符。
2. 什么是 instanceof 操作符？
✅ instanceof 是一个二元操作符，用于判断一个对象是否属于某个特定类型。
它的返回值是布尔类型：true 或 false。由于其主要功能是进行类型比较，因此也被称为 类型比较操作符。
在对未知类型的对象进行 类型转换 前，务必使用 instanceof 进行检查，这样可以有效避免运行时抛出 ClassCastException 异常。
基本语法如下：
(object) instanceof (type)
示例演示：
我们先定义一个类 Round：
public class Round {
// 实现细节
}
然后定义一个继承自 Round 的类 Ring：
public class Ring extends Round {
// 实现细节
}
我们可以使用 instanceof 来验证 Ring 实例是否属于 Round 类型：
@Test
void givenWhenInstanceIsCorrect_thenReturnTrue() {
Ring ring = new Ring();
assertTrue(ring instanceof Round);
}
3. instanceof 是如何工作的？
✅ instanceof 的判断依据是“is-a”关系，即基于类的继承关系或接口实现关系。
为了说明这一点，我们创建一个接口 Shape：
public interface Shape {
// 实现细节
}
再定义一个类 Circle，它继承 Round 并实现 Shape 接口：
public class Circle extends Round implements Shape {
// 实现细节
}
各种情况下的判断结果：
✅ 对象是该类型的实例：
@Test
void givenWhenObjectIsInstanceOfType_thenReturnTrue() {
Circle circle = new Circle();
assertTrue(circle instanceof Circle);
}
✅ 对象是该类型的子类实例：
@Test
void givenWhenInstanceIsOfSubtype_thenReturnTrue() {
Circle circle = new Circle();
assertTrue(circle instanceof Round);
}
✅ 类型是接口，对象实现了该接口：
@Test
void givenWhenTypeIsInterface_thenReturnTrue() {
Circle circle = new Circle();
assertTrue(circle instanceof Shape);
}
❌ 如果两个类型之间没有任何关系，则不能使用 instanceof：
我们定义一个类 Triangle，它也实现了 Shape，但与 Circle 没有继承关系：
public class Triangle implements Shape {
// 实现细节
}
尝试判断 Circle 是否是 Triangle 类型：
@Test
void givenWhenComparingClassInDiffHierarchy_thenCompilationError() {
Circle circle = new Circle();
assertFalse(circle instanceof Triangle);
}
这会导致编译错误：
java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
Incompatible conditional operand types Circle and Triangle
⚠️ 编译器会直接报错，因为两个类型之间没有继承或实现关系。
4. 与 Object 类型一起使用 instanceof
在 Java 中，所有类都隐式继承自 Object 类。因此，**任何对象与 Object 类型进行 instanceof 判断都会返回 true**。
@Test
void givenWhenTypeIsOfObjectType_thenReturnTrue() {
Thread thread = new Thread();
assertTrue(thread instanceof Object);
}
5. 对 null 使用 instanceof
如果对象为 null，**instanceof 总是返回 false。而且，不需要额外做 null 判断**，instanceof 自带空值保护。
@Test
void givenWhenInstanceValueIsNull_thenReturnFalse() {
Circle circle = null;
assertFalse(circle instanceof Round);
}
6. instanceof 与泛型
⚠️ Java 的泛型在运行时会被擦除（Type Erasure），因此不能在泛型类型上直接使用 instanceof。
例如，以下代码是非法的：
public static <T> void sort(List<T> collection) {
if (collection instanceof List<String>) {
// sort strings differently
}
// omitted
}
编译器会报错：
error: illegal generic type for instanceof
if (collection instanceof List<String>) {
^
✅ 在 Java 中，只有“可具体化类型（reifiable types）”才能用于 instanceof 操作。
可具体化类型是指在运行时保留了完整类型信息的类型。
Java 中的可具体化类型包括：
- 基本类型，如
int - 非泛型类和接口，如
String或Random - 所有类型参数为无界通配符的泛型类型，如
Set<?>或Map<?, ?> - 原始类型，如
List或HashMap - 由其他可具体化类型组成的数组，如
String[]、List[]或Map<?, ?>[]
由于泛型参数本身不是可具体化类型，以下写法是非法的：
public static <T> boolean isOfType(Object input) {
return input instanceof T; // ❌ 编译不通过
}
✅ 但可以使用通配符形式：
if (collection instanceof List<?>) {
// do something
}
7. Stream API 中使用 instanceof 进行类型过滤
Java 8 引入的 Stream API 提供了强大的集合操作能力。在使用 map() 方法进行类型转换时，如果涉及类型转换（casting），建议先使用 instanceof 进行类型检查，避免 ClassCastException 异常。
示例场景：
假设我们有一个 Round 类型的 Stream：
Stream<Round> roundStream = Stream.of(new Ring(), new Ring(), new Circle());
这个流中包含两个 Ring 和一个 Circle 实例。
如果我们不进行类型检查就直接转换为 Ring 列表：
@Test
void givenWhenStream_whenCastWithoutInstanceOfChk_thenGetException() {
Stream<Round> roundStream = Stream.of(new Ring(), new Ring(), new Circle());
assertThrows(ClassCastException.class, () -> roundStream.map(it -> (Ring) it).collect(Collectors.toList()));
}
就会抛出 ClassCastException，因为 Circle 不能强制转换为 Ring。
✅ 正确的做法是先使用 instanceof 过滤：
@Test
void givenWhenStream_whenCastAfterInstanceOfChk_thenGetExpectedResult() {
Stream<Round> roundStream = Stream.of(new Ring(), new Ring(), new Circle());
List<Ring> ringList = roundStream
.filter(it -> it instanceof Ring)
.map(it -> (Ring) it)
.collect(Collectors.toList());
assertEquals(2, ringList.size());
}
8. 总结
本文我们系统介绍了 Java 中的 instanceof 操作符，包括其基本用法、工作原理、与泛型和 Stream API 的结合使用等内容。
完整示例代码可参考：GitHub 项目地址 ✅