为什么 OOP 中的一个类有一个选项被标记为从不继承祖先？答案

【问题标题】：Why there is an option for a class in OOP be marked to never inherit from ancestral?为什么 OOP 中的一个类有一个选项被标记为从不继承祖先？
【发布时间】：2012-09-17 06:40:14
【问题描述】：

C# 中的“sealed”关键字，Java 中的 Final。

由于我几乎从不创建任何图表，而且我只使用已经完成的类（来自框架），所以多年后我仍然不知道为什么有人会“锁定”一个类，因此它永远不会被扩展/继承。

有用吗？是否有任何危害使所有类都可以从继承中扩展而放弃“密封”的可能性？

很抱歉在 2012 年问这个问题，OOP 在哪里微不足道，但我希望得到一个很好的解释和/或一个很好的阅读来源！因为对我来说毫无用处，我不敢相信这只是一个简单的概念。

但无论我在哪里搜索，答案都是一样的：“标记一个类，防止它被其他人继承。”。

【问题讨论】：

最好的例子，为什么有人想从这个类继承class ConsoleApplication12345 { public static void main() { Console.Writeline("Hello World"); } }
说实话，我从来没有尝试过继承主类！我会检查一下。 QQ

标签： oop inheritance

【解决方案1】：

安全性 - 继承类可能有权访问基类的内部部分，从而破坏封装
保留合同 - 继承类可能会破坏基类提供的合同。参见 Liskov 替换原则
不可变性 - 2 的特例。 - 继承类可以将可变字段引入不可变类
性能 - 虚拟机可以积极优化此类类，例如假设方法永远不会被覆盖，避免虚拟调用
简单性 - 实现像equals() 这样的方法要简单得多，无需担心继承

【讨论】：

谢谢，我不知道这 5 件事。说得通。我想了解更多有关 OOP 的详细信息。

【解决方案2】：

原因是，如果您允许子类化，并且对子类可以覆盖的方法没有任何限制，那么对保留其行为的基类进行更新仍然会破坏子类。换句话说，从不是专门设计为扩展的类继承是不安全的（通过将特定方法指定为可覆盖并使所有其他方法final。）这称为脆弱基类问题 - 请参阅this paper举个例子，this paper 对问题进行更全面的分析。

如果基类不是为继承而设计的，并且它是公共 API（可能是库）的一部分，那么您现在就遇到了严重的麻烦。您无法控制谁对您的代码进行子类化，并且您无法仅通过查看基类就知道更改对子类是否安全对子类。 底线是您要么设计为无限继承，要么完全禁止它。

请注意，可能有有限个子类。这可以通过私有构造函数和内部类来实现：

class Base {
    private Base() {}

    (public|private) static final class SubA extends Base { ... }
    (public|private) static final class SubB extends Base { ... }
    (public|private) static final class SubC extends Base { ... }
}

内部类可以访问私有构造函数，但顶级类没有，因此您只能从内部对其进行子类化。这允许您表达“Base 类型的值可以是 SubA OR SubB OR SubC”的概念。这里没有危险，因为 Base 通常是空的（您并没有真正从 Base 继承任何东西）并且所有子类都在您的控制之下。

您可能会认为这是代码异味，因为您知道子类的类型。但是您应该意识到，这种实现抽象的替代方式是对接口的补充。当子类数量有限时，添加新函数很容易（处理固定数量的子类），但很难添加新类型（每个现有方法都需要更新以处理新子类）。当您使用接口或允许无限子类化时，添加新类型很容易（实现固定数量的方法），但很难添加新方法（您需要更新每个类）。一个人的优点就是另一个人的缺点。有关该主题的更详细讨论，请参阅On Understanding Data Abstraction, Revisited。 编辑：我的错误；我链接的论文讨论了不同的二元性（ADT 与对象/接口）。我真正想到的是Expression Problem。

避免继承的原因也不那么严重。假设您从 A 类开始，然后在子类 B 中实现一些新功能，然后在子类 C 中添加另一个功能。然后您意识到您需要这两个功能，但是您不能创建一个扩展 B 和 C 的子类 BC。即使您设计继承并防止脆弱的基类问题，也可能会被此咬伤。除了我上面展示的模式之外，most uses of inheritance are better replaced with composition - 例如，使用 Strategy Pattern（或者如果你的语言支持，则简单地使用高阶函数。）

【讨论】：