探索 Java 中密封类的增强继承控制

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在 java 编程领域，确保结构良好且可维护的代码库通常涉及管理类之间的继承关系。传统上，java 中的开放继承模型允许不受限制的子类化，这有时会导致意外的扩展和潜在的设计复杂性。然而，随着 java 17 中密封类的引入，开发人员现在可以使用一个强大的工具来限制和控制代码中的继承层次结构。

密封类作为一种机制来限制可以扩展特定类的可能子类的数量。通过显式指定允许哪些类扩展密封类，开发人员可以创建一个封闭类型的系统，从而增强代码的可预测性和可维护性。本文深入探讨了密封类的概念、它们的语法、规则以及 java 编程中的好处。

了解密封类
jep 409 中引入并自 java 17 起可用的密封类为开发人员提供了一种定义一组受限制的子类的方法，这些子类可以扩展特定的类。通过使用 seal 关键字和 permits 子句，开发人员可以显式枚举允许扩展密封类的类，从而限制继承层次结构。

让我们考虑一个例子来说明密封类的概念：

public sealed class account permits standardaccount, premiumaccount, superaccount {
    // common account properties and methods
}

在上面的代码片段中，account 类被标记为密封，并且仅允许指定的子类（standardaccount、premiumaccount 和 superaccount）对其进行扩展。此限制确保只有预定义的类才能参与继承层次结构，从而提供对类结构的清晰性和控制。

再举个例子来解释一下本文的图片：

public sealed class GrandFather permits Son, GrandSon, GrandDaughter {
    // Common properties and methods
}

密封类的语法和用法
定义密封类的语法涉及使用 seal 关键字声明该类，后跟列出允许的子类的 permits 子句。重要的是要注意与密封类相关的一些关键规则和指南：

• 密封类及其允许的子类必须驻留在同一模块或同一包内的未命名模块中。
• 允许的子类必须直接扩展密封类并使用修饰符之一：final、sealed 或 non-sealed。
• final修饰符限制进一步的子类化，而sealed修饰符允许扩展，但只能通过显式列出的子类进行扩展。
• 非密封修饰符为其他类将来的扩展提供了灵活性，恢复到传统的开放继承。
• 抽象允许的子类必须是密封的或非密封的，以确保继承层次结构的一致性。

密封课程的好处
密封类提供了一系列有助于提高代码质量和设计一致性的好处：

1.增强的控制：通过使用密封类，开发人员可以获得对继承层次结构的精确控制，从而允许他们对子类化实施严格的限制。这种控制降低了意外扩展的风险，并促进了更加结构化的类层次结构。

2.改进的 switch 语句： 密封类有助于在 switch 语句中进行详尽的检查，确保在不需要默认子句的情况下考虑所有可能的子类。这增强了代码可靠性并减少了处理不同子类时疏忽的可能性。

3.准确建模： 通过密封类，开发人员可以在代码中准确地对固定的可能性集进行建模，从而更有效地反映特定领域的知识。这种建模精度提高了代码清晰度，并使实现与底层领域概念保持一致。

4.清晰的使用模式： 在库和 api 开发的上下文中，密封类有助于为使用代码建立清晰且明确的使用模式。通过定义一组封闭的允许子类，开发人员可以传达预期的设计并鼓励类的一致使用。

总之，java 中的密封类代表了该语言功能的重大进步，为开发人员提供了管理和限制继承关系的强大工具。通过采用密封类，开发人员可以提高代码安全性、增强可读性，并为模式匹配等更高级的语言功能铺平道路。 java 的这种现代化使开发人员能够构建健壮且可维护的代码库，同时在继承层次结构中培养更高水平的表达能力和控制力。

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