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【Java 22 | 7】深入解析Java 22 ：密封类（Sealed Classes）增强详解

2024-10-20 20:00:05基础资料围观74次

本篇文章分享【Java 22 | 7】深入解析Java 22 ：密封类（Sealed Classes）增强详解，对你有帮助的话记得收藏一下，看Java资料网收获更多编程知识

Java 22 对密封类（Sealed Classes）进行了重要的增强，使得这一特性在类型安全和设计灵活性方面更加出色。以下是对密封类的详细介绍，包括基础概念、增强特性、丰富的使用场景示例，以及实际项目中的应用示例。

1. 基础介绍

什么是密封类（Sealed Classes）

密封类是 Java 17 引入的一种新特性，允许开发者限制哪些类可以继承特定的类。这种特性提供了一种更严格的类型控制机制，有助于构建安全、可维护的代码。

密封类的基本特性

限制继承：开发者可以指定哪些类可以扩展密封类，从而控制继承层次。
增强类型安全性：通过限制子类，密封类可以确保更严格的类型检查。
可读性和可维护性：密封类使得继承关系更加清晰，便于理解和维护。

2. Java 22 的增强特性

2.1 跨包继承

在 Java 22 中，密封类的子类可以跨包定义。这意味着开发者可以在不同的包中创建允许的子类，增强了密封类的灵活性。

2.2 允许多个子类

密封类可以有多个允许的子类，这些子类可以在同一包或不同包中实现。这使得设计层次结构更加灵活。

2.3 更好的错误信息

增强后的密封类提供了更详细的编译时错误信息，帮助开发者更容易理解不符合密封类限制的代码。

3. 使用场景

3.1 定义有限的继承层次

在设计复杂的系统时，使用密封类定义一个有限的继承层次，增强类型安全。例如，可以定义一个 Vehicle 密封类，限制其子类为 Car、Truck 和 Motorcycle。

3.2 状态模式

在状态模式中，使用密封类表示不同的状态及其行为。例如，可以定义一个 OrderState 密封类，限制其子类为 Pending、Shipped 和 Delivered。

3.3 协议设计

在处理协议或命令模式时，使用密封类定义可接受的命令或请求类型，增强系统的可扩展性。例如，可以定义一个 Command 密封类，限制其子类为 StartCommand 和 StopCommand。

3.4 事件处理

在事件驱动架构中，使用密封类定义不同类型的事件，确保事件的类型安全。例如，可以定义一个 Event 密封类，限制其子类为 UserLoginEvent 和 UserLogoutEvent。

3.5 数据传输对象

在数据传输场景中，使用密封类定义不同的数据类型，确保传递的数据符合预期。例如，可以定义一个 Response 密封类，限制其子类为 SuccessResponse 和 ErrorResponse。

4. 示例代码

4.1 定义车辆的密封类

// 定义密封类 Vehicle
sealed class Vehicle permits Car, Truck, Motorcycle {
    public abstract int getWheels();
}

// 定义 Car 类
final class Car extends Vehicle {
    @Override
    public int getWheels() {
        return 4;
    }
}

// 定义 Truck 类
final class Truck extends Vehicle {
    @Override
    public int getWheels() {
        return 6;
    }
}

// 定义 Motorcycle 类
final class Motorcycle extends Vehicle {
    @Override
    public int getWheels() {
        return 2;
    }
}

4.2 使用车辆的密封类

public class VehicleExample {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle car = new Car();
        Vehicle truck = new Truck();
        Vehicle motorcycle = new Motorcycle();

        System.out.println("Car wheels: " + car.getWheels());
        System.out.println("Truck wheels: " + truck.getWheels());
        System.out.println("Motorcycle wheels: " + motorcycle.getWheels());
    }
}

4.3 定义订单状态的密封类

// 定义密封类 OrderState
sealed class OrderState permits Pending, Shipped, Delivered {
    public abstract String getStatus();
}

// 定义 Pending 类
final class Pending extends OrderState {
    @Override
    public String getStatus() {
        return "Order is pending.";
    }
}

// 定义 Shipped 类
final class Shipped extends OrderState {
    @Override
    public String getStatus() {
        return "Order has been shipped.";
    }
}

// 定义 Delivered 类
final class Delivered extends OrderState {
    @Override
    public String getStatus() {
        return "Order has been delivered.";
    }
}

4.4 使用订单状态的密封类

public class OrderStateExample {
    public static void main(String[] args) {
        OrderState order1 = new Pending();
        OrderState order2 = new Shipped();
        OrderState order3 = new Delivered();

        System.out.println(order1.getStatus());
        System.out.println(order2.getStatus());
        System.out.println(order3.getStatus());
    }
}

4.5 定义命令的密封类

// 定义密封类 Command
sealed class Command permits StartCommand, StopCommand {
    public abstract void execute();
}

// 定义 StartCommand 类
final class StartCommand extends Command {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Starting the process...");
    }
}

// 定义 StopCommand 类
final class StopCommand extends Command {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Stopping the process...");
    }
}

4.6 使用命令的密封类

public class CommandExample {
    public static void main(String[] args) {
        Command start = new StartCommand();
        Command stop = new StopCommand();

        start.execute();
        stop.execute();
    }
}

4.7 定义事件的密封类

// 定义密封类 Event
sealed class Event permits UserLoginEvent, UserLogoutEvent {
    public abstract String getEventType();
}

// 定义 UserLoginEvent 类
final class UserLoginEvent extends Event {
    @Override
    public String getEventType() {
        return "User logged in.";
    }
}

// 定义 UserLogoutEvent 类
final class UserLogoutEvent extends Event {
    @Override
    public String getEventType() {
        return "User logged out.";
    }
}

4.8 使用事件的密封类

public class EventExample {
    public static void main(String[] args) {
        Event loginEvent = new UserLoginEvent();
        Event logoutEvent = new UserLogoutEvent();

        System.out.println(loginEvent.getEventType());
        System.out.println(logoutEvent.getEventType());
    }
}

4.9 定义响应的密封类

// 定义密封类 Response
sealed class Response permits SuccessResponse, ErrorResponse {
    public abstract String getMessage();
}

// 定义 SuccessResponse 类
final class SuccessResponse extends Response {
    private final String message;

    public SuccessResponse(String message) {
        this.message = message;
    }

    @Override
    public String getMessage() {
        return "Success: " + message;
    }
}

// 定义 ErrorResponse 类
final class ErrorResponse extends Response {
    private final String error;

    public ErrorResponse(String error) {
        this.error = error;
    }

    @Override
    public String getMessage() {
        return "Error: " + error;
    }
}

4.10 使用响应的密封类

public class ResponseExample {
    public static void main(String[] args) {
        Response success = new SuccessResponse("Data retrieved successfully.");
        Response error = new ErrorResponse("Failed to retrieve data.");

        System.out.println(success.getMessage());
        System.out.println(error.getMessage());
    }
}

5. 实际项目中的应用示例

项目背景

假设我们正在开发一个在线支付系统。我们需要处理不同类型的支付方式，例如信用卡、PayPal 和银行转账。使用密封类可以清晰地定义这些支付方式及其特定行为。

示例代码

5.1 定义支付方式的密封类

// 定义密封类 PaymentMethod
sealed class PaymentMethod permits CreditCard, PayPal, BankTransfer {
    public abstract void processPayment(double amount);
}

// 定义 CreditCard 类
final class CreditCard extends PaymentMethod {
    private final String cardNumber;

    public CreditCard(String cardNumber) {
        this.cardNumber = cardNumber;
    }

    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing credit card payment of $" + amount);
        // 处理支付逻辑
    }
}

// 定义 PayPal 类
final class PayPal extends PaymentMethod {
    private final String email;

    public PayPal(String email) {
        this.email = email;
    }

    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing PayPal payment of $" + amount);
        // 处理支付逻辑
    }
}

// 定义 BankTransfer 类
final class BankTransfer extends PaymentMethod {
    private final String accountNumber;

    public BankTransfer(String accountNumber) {
        this.accountNumber = accountNumber;
    }

    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing bank transfer payment of $" + amount);
        // 处理支付逻辑
    }
}

5.2 使用支付方式的密封类

public class PaymentProcessing {
    public static void main(String[] args) {
        PaymentMethod payment1 = new CreditCard("1234-5678-9876-5432");
        PaymentMethod payment2 = new PayPal("user@example.com");
        PaymentMethod payment3 = new BankTransfer("001-234-567");

        // 处理不同支付方式
        payment1.processPayment(150.00);
        payment2.processPayment(75.50);
        payment3.processPayment(200.00);
    }
}

5.3 解释

密封类定义：PaymentMethod 是一个密封类，定义了三种允许的支付方式：CreditCard、PayPal 和 BankTransfer。
实现支付逻辑：每种支付方式都实现了 processPayment() 方法，处理相应的付款逻辑。
使用示例：在 PaymentProcessing 类中，创建三种支付方式的实例并调用 processPayment() 方法，展示了密封类在实际项目中的应用。

6. 总结

Java 22 对密封类的增强使得这一特性在设计和实现方面更加灵活。通过允许跨包继承和支持多个子类，密封类提供了更高的类型安全性和可维护性。在实际项目中，密封类能够有效加强代码的可读性和可维护性，特别是在需要限制继承关系和定义复杂的状态模型时。通过合理利用密封类，开发者可以构建更具扩展性和安全性的应用程序。

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_36755535/article/details/142960459
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1. 基础介绍

什么是密封类（Sealed Classes）

密封类的基本特性

2. Java 22 的增强特性

2.1 跨包继承

2.2 允许多个子类

2.3 更好的错误信息

3. 使用场景

3.1 定义有限的继承层次

3.2 状态模式

3.3 协议设计

3.4 事件处理

3.5 数据传输对象

4. 示例代码

4.1 定义车辆的密封类

4.2 使用车辆的密封类

4.3 定义订单状态的密封类

4.4 使用订单状态的密封类

4.5 定义命令的密封类

4.6 使用命令的密封类

4.7 定义事件的密封类

4.8 使用事件的密封类

4.9 定义响应的密封类

4.10 使用响应的密封类

5. 实际项目中的应用示例

项目背景

示例代码

5.1 定义支付方式的密封类

5.2 使用支付方式的密封类

5.3 解释

6. 总结

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密封类的基本特性

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2.1 跨包继承

2.2 允许多个子类

2.3 更好的错误信息

3. 使用场景

3.1 定义有限的继承层次

3.2 状态模式

3.3 协议设计

3.4 事件处理

3.5 数据传输对象

4. 示例代码

4.1 定义车辆的密封类

4.2 使用车辆的密封类

4.3 定义订单状态的密封类

4.4 使用订单状态的密封类

4.5 定义命令的密封类

4.6 使用命令的密封类

4.7 定义事件的密封类

4.8 使用事件的密封类

4.9 定义响应的密封类

4.10 使用响应的密封类

5. 实际项目中的应用示例

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5.2 使用支付方式的密封类

5.3 解释

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