Java 17 深入剖析：密封类（二）
随着 Java 17 的发布，密封类（Sealed Classes）作为一种新的特性，给我们带来了更为灵活、可控的继承方式。密封类允许开发者限制哪些类可以继承或实现该类，从而为我们的设计提供了更多的约束和安全性。在上一篇文章中，我们对密封类的定义和基本用法进行了讨论，本篇将继续深入探讨密封类的使用场景和实际示例。
密封类的基本语法
密封类的定义使用 sealed 关键字，例如：
public sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
// 定义方法和属性
}
在这个示例中，Shape 是一个密封类，它只允许 Circle、Rectangle 和 Triangle 3 个类继承。
子类的定义
为了定义密封类的子类，我们需要使用 final、sealed 或者 non-sealed 关键字：
- final：子类不能被进一步扩展。
- sealed：允许孙类继续限制其子类。
- non-sealed：不限制子类，可以被自由扩展。
以下是子类的定义示例：
public final class Circle extends Shape {
// Circle 的属性和方法
}
public sealed class Rectangle extends Shape permits Square {
// Rectangle 的属性和方法
}
public non-sealed class Triangle extends Shape {
// Triangle 的属性和方法
}
public final class Square extends Rectangle {
// Square 的属性和方法
}
在这个示例中，Circle 是一个最终的子类，无法被继承；而 Rectangle 是一个密封子类，只允许 Square 继承；Triangle 是不受限制的，可以被自由继承。
使用场景
密封类的引入，主要是为了解决传统 Java 类继承中的一些问题，比如：
- 设计清晰：通过明确子类限制，开发人员可以更容易地理解类的继承结构。
- 安全性：不允许意外的类扩展，可以避免未预见的行为发生，从而提高系统的可靠性。
- API 设计：在设计 API 时，可以确保只有指定的类能够扩展，增强了 API 的稳定性。
代码示例：图形处理
考虑一个图形处理的应用，我们使用密封类来定义不同的图形：
public sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
public abstract double area();
}
public final class Circle extends Shape {
private final double radius;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
@Override
public double area() {
return Math.PI * radius * radius;
}
}
public sealed class Rectangle extends Shape permits Square {
private final double width;
private final double height;
public Rectangle(double width, double height) {
this.width = width;
this.height = height;
}
@Override
public double area() {
return width * height;
}
}
public final class Square extends Rectangle {
public Square(double side) {
super(side, side);
}
}
public final class Triangle extends Shape {
private final double base;
private final double height;
public Triangle(double base, double height) {
this.base = base;
this.height = height;
}
@Override
public double area() {
return 0.5 * base * height;
}
}
在这个例子中，我们定义了一个密封类 Shape，并允许 Circle、Rectangle 和 Triangle 继承。每个子类都有自己的 area 方法实现。通过这种方式，我们清晰地限制了继承结构，并为不同类型的图形提供了统一的接口。
总结
密封类是 Java 17 中的重要特性，通过合理地使用密封类，可以提高代码的安全性和可读性。在设计系统时，合理的结构可以有效减少缺陷并提高维护性。在实际开发中，我们可以根据实际需求选择如何定义密封类及其子类，进而实现更为灵活和安全的面向对象编程。希望通过本篇文章，能够让您更深入地理解并应用密封类的特性。
