Dev Blog

Запечатані типи та зразки ​

Sealed обмежує прямі підтипи ​

Звичайний відкритий клас дозволяє створювати нові підкласи поза поточним файлом. final забороняє всі підкласи. sealed займає проміжне положення: тип явно визначає дозволені безпосередні підтипи через permits. Це корисно, коли модель повинна мати контрольований набір альтернатив.

Прямий підклас sealed класу має бути final, sealed або non-sealed. Фінальний завершує гілку, sealed продовжує контрольований перелік, non-sealed знову відкриває свою гілку. Для реалізації sealed інтерфейсу запис підходить природно: record уже неявно final. Звичайний інтерфейс-підтип може бути sealed або non-sealed, але не final.

Дозволені підтипи мають належати тому самому іменованому модулю; в неіменованому модулі вони мають бути в тому самому пакеті. Якщо всі прямі підтипи оголошено в одному файлі, permits може бути виведено, але явний список часто краще пояснює початківцю межі моделі.

Рис. 8.3. Закриті й відкриті гілки запечатаної ієрархії

Схема показує загальну можливість відкритої гілки Rectangle. У повній програмі нижче обидві конкретні фігури є записами й тому фінальні: це інший, повністю закритий варіант моделі.

Sealed не робить поля незмінними й не перевіряє інваріанти. Він контролює структуру підтипів. Незмінність компонентів, відсутність null та допустимі розміри потрібно забезпечити окремо. Поєднання sealed інтерфейсу й записів часто дає компактну модель альтернатив із перевіреними даними.

Зразки типів, область дії та null ​

instanceof Circle circle перевіряє тип і вводить посилання circle там, де успіх доведений потоком керування. У правій частині логічного && змінна доступна, бо ліва перевірка вже істинна. Після запереченої перевірки з раннім return змінна може бути доступна далі: невідповідна гілка завершилася.

switch зі зразками переносить таке розгалуження до списку випадків. case Circle c -> працює з об’єктами відповідного типу. Охоронна умова when додатково перевіряє значення, наприклад малий радіус. Випадок із умовою не замінює загальну гілку типу, якщо умова може бути хибною.

Порядок має значення. Загальний випадок типу перед вужчим робить останній недосяжним – він домінує над ним. Компілятор відхиляє таку структуру. Спочатку пишіть спеціальні випадки й умови, потім загальні. case null задає явну поведінку для відсутності об’єкта; звичайний default сам по собі не означає обробку null.

Рис. 8.4. Тип, охоронна умова та загальний випадок

Приклад 3. Запечатані фігури ​

Shape має лише Circle і Rectangle. Кожний запис перевіряє скінченність і додатність розмірів. Switch area вичерпний без default: компілятор знає обидва прямі підтипи. Якщо додати нову фігуру, повторна компіляція вимагатиме доповнити обчислення.

java
sealed interface Shape permits Circle, Rectangle { }

record Circle(double radius) implements Shape {
    Circle { Dimensions.check(radius); }
}

record Rectangle(double width, double height) implements Shape {
    Rectangle {
        Dimensions.check(width);
        Dimensions.check(height);
    }
}

final class Dimensions {
    private Dimensions() { }

    static void check(double value) {
        if (!Double.isFinite(value) || value <= 0 || value > 10_000) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid dimension");
        }
    }
}

public class Main {
    static double area(Shape shape) {
        return switch (shape) {
            case null -> throw new IllegalArgumentException(
                    "No shape");
            case Circle(double r) -> Math.PI * r * r;
            case Rectangle(double w, double h) -> w * h;
        };
    }

    static String kind(Shape shape) {
        return switch (shape) {
            case null -> "absent";
            case Circle c when c.radius() < 1 -> "small circle";
            case Circle _ -> "circle";
            case Rectangle _ -> "rectangle";
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        Shape[] shapes = {new Circle(0.5), new Rectangle(3, 4)};
        for (Shape shape : shapes) {
            System.out.printf(java.util.Locale.ROOT, "%s %.2f%n",
                    kind(shape), area(shape));
        }
        System.out.println(kind(null));
        try {
            new Circle(Double.NaN);
        } catch (IllegalArgumentException ex) {
            System.out.println(ex.getMessage());
        }
    }
}
text
small circle 0.79
rectangle 12.00
absent
Invalid dimension

case Circle(double r) – зразок запису, який розкладає компонент через його аксесор. Тут тип компонента вже double; це стабільне використання зразка запису, не preview перевірка довільного Object на примітивний тип. Circle _ перевіряє тип, але не вводить імені, бо об’єкт у тілі не потрібний.

Вичерпність описує всі ненульові альтернативи sealed моделі; обробку null ми додали явно. У production-коді часто конструктор контейнера забороняє null, проте публічна функція все одно повинна мати задокументовану політику його приймання.