Java 密封类：受限的类层次结构

理解密封类如何精确控制哪些类或接口可以继承或实现它，增强领域建模的安全性。 · 难度：入门 · +15XP

为什么需要密封类？

在大型系统中，不受限制的继承可能导致类层次混乱。密封类（Java 17 正式版）允许你声明一个类只能被指定的子类扩展，从而保证模式匹配的穷举性。

基本语法

public sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
}
final class Circle extends Shape {}
final class Rectangle extends Shape {}
non-sealed class Triangle extends Shape {}

子类必须使用 final、sealed 或 non-sealed 修饰符。permits 列表中的类必须与密封类在同一模块或包中（Java 17 放宽了限制）。

在 switch 中使用

double area = switch (shape) {
    case Circle c    -> Math.PI * c.radius() * c.radius();
    case Rectangle r -> r.width() * r.height();
    case Triangle t  -> 0.5 * t.base() * t.height();
};

由于 Shape 是密封的，编译器知道所有子类型，无需 default 分支。

密封接口

public sealed interface Vehicle permits Car, Bike {
    void drive();
}

final class Car implements Vehicle { ... }
final class Bike implements Vehicle { ... }

练习提示

在 starter_code 中，定义一个密封类 Animal，允许 Cat 和 Dog 两个子类，并在 main 中创建实例。