Что такое sealed?

Sealed Classes и Interfaces в Java

Sealed — это модификатор доступа, введённый в Java 17, который ограничивает, какие классы или интерфейсы могут наследоваться от объявленного класса или интерфейса. Это даёт больше контроля над иерархией типов.

Назначение Sealed

Seal (запечатать) класс означает:

• Явно указать, какие классы могут наследоваться
• Запретить неконтролируемое расширение иерархии
• Улучшить безопасность типов и облегчить рефакторинг

Синтаксис

// Основной класс запечатан
public sealed class Animal permits Dog, Cat, Bird {
    public void makeSound() {}
}

// Эти классы могут наследоваться от Animal
public final class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}

public final class Cat extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow!");
    }
}

public final class Bird extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Chirp!");
    }
}

// Эти классы НЕ могут наследоваться
// public class Elephant extends Animal {} // Ошибка компиляции

Уровни запечатывания

У подклассов sealed класса есть три варианта:

1. Final — полностью запечатан

public final class Dog extends Animal {
    // Больше никто не может наследоваться от Dog
}

2. Sealed — частично запечатан

public sealed class Mammal extends Animal permits Wolf, Husky {
    // Только Wolf и Husky могут наследоваться
}

public final class Wolf extends Mammal {}
public final class Husky extends Mammal {}

3. Non-sealed — открыт для наследования

public non-sealed class Dog extends Animal {
    // Кто угодно может наследоваться от Dog
    // Восстанавливает обычное наследование
}

public class Poodle extends Dog {} // OK
public class Labrador extends Dog {} // OK

Практический пример: Shape иерархия

// Базовый sealed класс
public sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
    abstract double getArea();
}

// Простые формы
public final class Circle extends Shape {
    private double radius;
    
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
    
    @Override
    double getArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

public final class Rectangle extends Shape {
    private double width, height;
    
    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
    
    @Override
    double getArea() {
        return width * height;
    }
}

Sealed интерфейсы

Так же работает и для интерфейсов (Java 17+):

public sealed interface Shape permits Circle, Rectangle {
    double getArea();
}

public final class Circle implements Shape {
    private double radius;
    
    @Override
    public double getArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

Pattern Matching с Sealed Classes

Sealed классы отлично работают с pattern matching (Java 16+):

public static double calculateArea(Shape shape) {
    // Компилятор знает все возможные типы
    return switch (shape) {
        case Circle c -> Math.PI * c.getRadius() * c.getRadius();
        case Rectangle r -> r.getWidth() * r.getHeight();
        case Triangle t -> calculateTriangleArea(t);
    }; // No default needed!
}

Преимущества Sealed

1. Безопасность типов — компилятор знает все возможные подклассы
2. Облегченный рефакторинг — изменения легче анализировать
3. Лучший pattern matching — не нужен default случай
4. Явность намерений — показываешь, какое наследование допускается
5. Производительность — JVM может делать лучше оптимизации

Когда использовать Sealed

Используй, когда:

• Есть ограниченный набор подклассов
• Хочешь контролировать иерархию типов
• Нужны хорошие pattern matching
• Разработана иерархия классов для варианта (ADT)

Не используй, когда:

• Это library code для внешних разработчиков
• Ещё не ясна полная иерархия
• Нужна гибкость в расширении

Совместимость

Sealed — это часть Java 17+ (LTS версия). Для более ранних версий нужен флаг --enable-preview.

Заключение

Sealed классы и интерфейсы — мощный инструмент для создания безопасных, контролируемых иерархий типов. Они особенно полезны при работе с pattern matching и явном определении возможных подтипов.