Java - 封闭类和接口

大家好，未来的Java开发者们！今天，我们将踏上一段令人兴奋的旅程，探索Java中的封闭类和接口。如果你是编程新手，别担心——我们会从基础开始，逐步深入。所以，拿一杯咖啡（或你最喜欢的饮料），让我们开始吧！

Java - Sealed Classes

什么是封闭类和接口？

想象一下，你正在建造一个树屋，并且你想控制谁可以添加房间。这就是Java中的封闭类和接口所做的——它们允许你控制哪些类可以扩展或实现它们。这就像为你的代码设置了一个VIP名单！

封闭类解决的问题

在我们有封闭类之前，任何人都可以扩展你的类或实现你的接口。这就像举办一个派对，却不知道谁会来参加！封闭类给你提供了这份宾客名单的控制权。

如何创建封闭类

让我们从一个简单的例子开始：

public sealed class Animal permits Dog, Cat, Bird {
// Animal类的代码在这里
}

在这个例子中，Animal是我们的封闭类。permits关键字就像我们的保镖，只允许Dog、Cat和Bird类扩展Animal。

扩展封闭类

现在，让我们看看如何创建扩展我们的Animal类的类：

public final class Dog extends Animal {
// Dog类的代码在这里
}

public final class Cat extends Animal {
// Cat类的代码在这里
}

public non-sealed class Bird extends Animal {
// Bird类的代码在这里
}

注意关键字final和non-sealed。这些很重要：

final：这意味着类不能被进一步扩展。就像说，“派对在这里结束！”
non-sealed：这允许类被任何其他类扩展。就像说，“快来吧，越多越好！”

封闭接口

就像类一样，接口也可以被封闭。这里有一个例子：

public sealed interface Vehicle permits Car, Motorcycle, Bicycle {
// Vehicle接口的代码在这里
}

以下是实现此接口的方式：

public final class Car implements Vehicle {
// Car类的代码在这里
}

public final class Motorcycle implements Vehicle {
// Motorcycle类的代码在这里
}

public non-sealed class Bicycle implements Vehicle {
// Bicycle类的代码在这里
}

为什么使用封闭类和接口？

类型安全：你知道哪些类可以扩展或实现你的封闭类或接口。
更好的设计：它帮助你创建一个更有结构和意图的类层次结构。
模式匹配：它与switch表达式中的模式匹配配合得很好（这是另一个话题，但相信我，它很酷！）

现实世界示例

让我们创建一个更复杂的例子。想象我们正在构建一个简单的游戏，有不同的角色类型：

public sealed abstract class GameCharacter permits Warrior, Mage, Archer {
protected String name;
protected int health;

public GameCharacter(String name, int health) {
this.name = name;
this.health = health;
}

public abstract void attack();
}

public final class Warrior extends GameCharacter {
public Warrior(String name) {
super(name, 100);
}

@Override
public void attack() {
System.out.println(name + "挥舞着强大的剑！");
}
}

public final class Mage extends GameCharacter {
public Mage(String name) {
super(name, 75);
}

@Override
public void attack() {
System.out.println(name + "施放了一个强大的咒语！");
}
}

public non-sealed class Archer extends GameCharacter {
public Archer(String name) {
super(name, 80);
}

@Override
public void attack() {
System.out.println(name + "射出了一支精准的箭！");
}
}

在这个例子中，我们创建了一个封闭的抽象类GameCharacter和三个允许的子类：Warrior、Mage和Archer。每个子类都有自己的attack()方法的实现。

让我们看看如何使用这些类：

public class Game {
public static void main(String[] args) {
GameCharacter[] characters = {
new Warrior("康纳"),
new Mage("甘道夫"),
new Archer("莱戈拉斯")
};

for (GameCharacter character : characters) {
character.attack();
}
}
}

运行此代码后，你会看到：

康纳挥舞着强大的剑！
甘道夫施放了一个强大的咒语！
莱戈拉斯射出了一支精准的箭！

结论

封闭类和接口是Java中强大的工具，允许你创建更有控制和意图的类层次结构。它们就像你代码中的保镖，确保只有正确的类能加入派对！

记住，编程就是解决问题和创建结构。封闭类和接口是你工具箱中的另一个工具，帮助你编写更干净、更易于维护的代码。

继续练习，继续编码，最重要的是，玩得开心！在你意识到之前，你将成为封闭类的高手。下次见，快乐编码！

方法	描述
`permits`	指定哪些类被允许扩展封闭类或实现封闭接口
`sealed`	声明一个类或接口为封闭
`non-sealed`	允许封闭类的子类被任何类扩展
`final`	防止类被进一步扩展

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