Java 中的非密封类（Non Sealed Class）

简介

在 Java 17 引入密封类（Sealed Class）的概念后，与之相对的非密封类也有了新的意义和应用场景。密封类限制了哪些类可以继承它，而非密封类则更为灵活，允许任何类继承。本文将深入探讨 Java 中的非密封类，帮助你理解其概念、掌握使用方法，并了解相关的常见实践和最佳实践。

基础概念

在 Java 中，非密封类是没有使用 sealed 关键字修饰的普通类。与密封类不同，密封类通过 permits 关键字明确指定了允许继承它的子类列表，而非密封类对继承没有这种限制，任何类都可以继承它。这意味着非密封类提供了更广泛的扩展性，适合在需要高度灵活性的场景中使用。

使用方法

定义非密封类

定义非密封类非常简单，就像定义普通的 Java 类一样，不需要额外的关键字。以下是一个简单的示例：

public class NonSealedClass {
    private String message;

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

    public void printMessage() {
        System.out.println(message);
    }
}

继承非密封类

任何类都可以继承非密封类，通过 extends 关键字实现。例如：

public class SubclassOfNonSealed extends NonSealedClass {
    public SubclassOfNonSealed(String message) {
        super(message);
    }

    // 可以重写父类方法
    @Override
    public void printMessage() {
        System.out.println("Subclass: " + getMessage());
    }

    public String getMessage() {
        return super.message;
    }
}

在上述示例中，SubclassOfNonSealed 类继承了 NonSealedClass 类，并对 printMessage 方法进行了重写，以实现不同的行为。

常见实践

灵活性需求场景

在一些需要高度灵活性的框架或库开发中，非密封类非常有用。例如，一个用于数据处理的库，可能无法预测用户会有哪些具体的数据处理需求。通过使用非密封类，用户可以自由地继承这些类，并根据自己的需求进行定制。

// 数据处理的非密封类
public class DataProcessor {
    public void processData(String data) {
        System.out.println("Processing data: " + data);
    }
}

// 用户自定义的数据处理子类
public class CustomDataProcessor extends DataProcessor {
    @Override
    public void processData(String data) {
        // 进行自定义的数据处理逻辑
        String processedData = data.toUpperCase();
        super.processData(processedData);
    }
}

代码扩展与维护

在大型项目中，随着功能的不断增加，需要对已有的类进行扩展。非密封类为这种扩展提供了便利，开发人员可以轻松地创建子类来添加新功能，而不需要修改父类的代码。这有助于保持代码的稳定性和可维护性。

// 表示动物的非密封类
public class Animal {
    private String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void makeSound() {
        System.out.println("Some sound");
    }
}

// 狗类，继承自 Animal 类
public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}

最佳实践

类设计原则

在设计非密封类时，应遵循一些基本原则。首先，非密封类应该具有单一的职责，这样可以确保子类继承后能够清晰地扩展或修改功能。其次，非密封类的方法应该具有合理的访问修饰符，以保护类的内部状态和数据。

// 遵循单一职责原则的非密封类
public class FileReaderUtil {
    public String readFile(String filePath) {
        // 读取文件的逻辑
        return "File content";
    }
}

与密封类的结合使用

在实际项目中，可以将非密封类与密封类结合使用。例如，密封类可以作为一个层次结构的顶层，定义一些核心的功能和限制，而某些需要更灵活扩展的部分可以使用非密封类。

// 密封类
sealed class Shape permits Rectangle, Circle {
    public abstract double calculateArea();
}

// 非密封类，继承自 Shape
public final class Rectangle extends Shape {
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    public double calculateArea() {
        return width * height;
    }
}

// 另一个密封类的子类
final class Circle extends Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public double calculateArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

在这个例子中，Shape 是密封类，限制了继承它的子类只能是 Rectangle 和 Circle。而 Rectangle 作为非密封类，虽然在继承 Shape 时受到密封类的限制，但自身又可以提供一定的灵活性，例如可以进一步被子类继承来实现更特殊的矩形功能。

小结

非密封类是 Java 中传统的类定义方式，它提供了高度的灵活性，允许任何类继承，适用于需要频繁扩展和定制的场景。在使用非密封类时，我们要遵循良好的类设计原则，确保代码的可维护性和扩展性。同时，结合密封类等新特性，可以更好地构建复杂的类层次结构，满足不同的业务需求。

参考资料

希望通过本文的介绍，你对 Java 中的非密封类有了更深入的理解，并能在实际项目中高效地使用它们。