在 Java 22 中，密封类（Sealed Classes）这一特性得到了进一步的增强。密封类是 Java 17 引入的一种新特性，其主要目的是限制其他类是否可以扩展某个类，从而确保更好的代码维护性和可读性。密封类的使用场景包括构建类型安全的模型，例如当你需要定义一个有限数量的子类时（如状态机的不同状态），密封类显得尤为有用。
什么是密封类？
密封类允许你控制哪些类可以继承它。通过明确声明子类，开发者可以清晰地设计和维护类的继承结构。密封类可以防止意外的继承，确保 API 的某些部分不被意外修改，从而保证代码的稳定性。
在 Java 中，使用 sealed, non-sealed 和 permits 关键字来声明密封类及其允许的子类。sealed 用于定义一个密封类，permits 关键字用于指定可以扩展该密封类的子类，non-sealed 表示某个子类可以被自由扩展。
基本语法示例
下面是一个简单的示例，展示如何定义密封类及其子类：
// 定义一个密封类
public sealed class Shape permits Circle, Rectangle {
// 这里可以放置部分通用的属性和方法
}
// 定义一个子类 Circle
public final class Circle extends Shape {
private double radius;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
public double area() {
return Math.PI * radius * radius;
}
}
// 定义一个子类 Rectangle
public final class Rectangle extends Shape {
private double width;
private double height;
public Rectangle(double width, double height) {
this.width = width;
this.height = height;
}
public double area() {
return width * height;
}
}
在上面的示例中，Shape 是一个密封类，它只允许 Circle 和 Rectangle 作为其子类。这种设计使得我们可以清晰地知道 Shape 这一层次结构的所有实现。
进一步增强的特性
Java 22 对密封类的增强主要体现在允许更多的灵活性和支持更加复杂的类型定义。以下是一些新的特性：
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支持泛型密封类：密封类现在可以包含泛型参数，这使得它们在应用程序中更加灵活和强大。
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与字符串模板的集成：可以将密封类与字符串模板结合，简化输出或格式化操作。
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更多的控制权：Java 22 还增强了对密封类的控制，例如通过接口也可以实现更复杂的继承结构。
代码示例：使用泛型密封类
下面是一个展示如何使用泛型密封类的例子：
// 定义一个泛型密封类
public sealed class Box<T> permits IntegerBox, StringBox {
private T value;
public Box(T value) {
this.value = value;
}
public T getValue() {
return value;
}
}
// 定义一个具体的子类 IntegerBox
public final class IntegerBox extends Box<Integer> {
public IntegerBox(Integer value) {
super(value);
}
}
// 定义一个具体的子类 StringBox
public final class StringBox extends Box<String> {
public StringBox(String value) {
super(value);
}
}
在这个示例中，我们定义了一个泛型密封类 Box<T>，它只能被 IntegerBox 和 StringBox 继承。这样，我们不仅限制了子类的创建，还增强了类型的安全性。
总结
密封类是 Java 22 中一项非常实用的特性，通过对类的继承进行控制，可以使得代码结构更加清晰，API 更加稳定。随着开发需求的不断变化，密封类的引入使得 Java 语言在类型安全和可维护性方面得到了显著提升。开发者可以根据实际需求，灵活运用密封类来构建安全且可扩展的应用程序架构。
