Java - 封印類別與介面

大家好，未來的 Java 開發者們！今天，我們將進入一個令人興奮的旅程，探索 Java 中的封印類別與介面。如果你是編程新手，不必擔心 - 我們會從基礎開始，逐步進階。所以，拿起一杯咖啡（或你喜歡的飲料），我們一起深入探討吧！

Java - Sealed Classes

什麼是封印類別與介面？

想像一下，你正在建造一個樹屋，並希望控制誰可以為其添加房間。這就是 Java 中封印類別和介面所做的 - 它們允許你控制哪些類別可以繼承或實現它們。這就像為你的代碼擁有一個 VIP 名單一樣！

封印類別解決的問題

在我們有封印類別之前，任何類都可以繼承你的類別或實現你的介面。這就像舉辦一個派對，卻不知道誰會出現！封印類別為你提供了這份賓客清單的控制。

如何創建封印類別

讓我們從一個簡單的例子開始：

public sealed class Animal permits Dog, Cat, Bird {
// Animal 類別的代碼在這裡
}

在這個例子中，Animal是我們的封印類別。permits關鍵字就是我們的安保人員，只允許Dog、Cat和Bird類別繼承Animal。

繼承封印類別

現在，讓我們看看如何創建繼承我們Animal類別的類：

public final class Dog extends Animal {
// Dog 類別的代碼在這裡
}

public final class Cat extends Animal {
// Cat 類別的代碼在這裡
}

public non-sealed class Bird extends Animal {
// Bird 類別的代碼在這裡
}

注意關鍵字final和non-sealed。這些非常重要：

final：這意味著類別不能被進一步繼承。這就像說，“派對在這裡結束！”
non-sealed：這允許類別被任何其他類別繼承。這就像說，“進來吧，越多越歡迎！”

封印介面

就像類別一樣，介面也可以被封印。這裡有一個例子：

public sealed interface Vehicle permits Car, Motorcycle, Bicycle {
// Vehicle 介面的代碼在這裡
}

以下是實現此介面的方式：

public final class Car implements Vehicle {
// Car 類別的代碼在這裡
}

public final class Motorcycle implements Vehicle {
// Motorcycle 類別的代碼在這裡
}

public non-sealed class Bicycle implements Vehicle {
// Bicycle 類別的代碼在這裡
}

為何使用封印類別與介面？

類型安全：你知道哪些類別可以繼承或實現你的封印類別或介面。
更好的設計：它幫助你創建一個更有結構性和意的類別階層。
模式匹配：它與switch語句中的模式匹配配合得天衣無縫（這是另一天的話題，但相信我，這很酷！）。

實際案例

讓我們創建一個更複雜的例子。想像我們正在建立一個具有不同類型角色的簡單遊戲：

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 + " 挥舞著強大的劍！");
}
}

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

@Override
public void attack() {
System.out.println(name + " 呪咒了一個強大的法術！");
}
}

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

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

在這個例子中，我們創建了一個封印抽象類別GameCharacter，並有三個允許的子類別：Warrior、Mage和Archer。每個子類別都有自己的attack()方法的實現。

讓我們看看如何使用這些類別：

public class Game {
public static void main(String[] args) {
GameCharacter[] characters = {
new Warrior("Conan"),
new Mage("Gandalf"),
new Archer("Legolas")
};

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

當你運行這段代碼時，你會看到：

Conan 挥舞著強大的劍！
Gandalf 呪咒了一個強大的法術！
Legolas 射出了一支精準的箭！

結論

封印類別與介面是 Java 中強大的工具，可以讓你創建有更多控制且有意圖的類別階層。它們就像你代碼的安保人員，確保只有正確的類別能夠加入派對！

記住，編程就是解決問題和創建結構。封印類別和介面只是你工具箱中的另一個工具，幫助你编写更乾淨、更易維護的代碼。

持續練習，持續編碼，最重要的是，玩得開心！在你意識到之前，你將能夠像專家一樣封印類別。直到下次，編程愉快！

方法	描述
`permits`	指定哪些類別可以繼承封印類別或實現封印介面
`sealed`	声明一個類別或介面為封印
`non-sealed`	允許封印類別的子類別被任何類別繼承
`final`	防止類別被進一步繼承

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