您何时以及为什么要密封 class？

Question

In C# and C++/CLI the keyword sealed (or NotInheritable in VB) is used to protect a class from any inheritance chance (the class will be non-inheritable). 我知道面向对象编程的一个特性是 inheritance，我觉得使用sealed违背了这个特性，它停止了 inheritance。 有没有一个例子说明sealed的好处以及何时使用它很重要？

Answer 1

1. 在实现安全功能的类上，因此无法“模拟”原始对象。

2. 更一般地说，我最近与微软的一个人交流，他告诉我他们试图将继承限制在真正有意义的地方，因为如果不加以处理，它会在性能方面变得昂贵。
   Sealed 关键字告诉 CLR 没有进一步向下查找方法的类，这会加快速度。

在当今市场上的大多数性能增强工具中，您会发现一个复选框，用于密封所有未继承的类。
不过要小心，因为如果您想通过 MEF 允许插件或程序集发现，您会遇到问题。

Answer 2

路易斯·科特曼 (Louis Kottmann) 出色回答的附录：

3. 如果一个类不是为继承而设计的，子类可能会破坏类不变量。 当然，这实际上仅适用于创建公共 API 的情况，但根据我的经验法则，我会密封任何未明确设计为子类化的类。

在相关说明中，仅适用于未密封的类：任何创建virtual方法都是一个扩展点，或者至少看起来它应该是一个扩展点。 将方法声明为virtual应该是一个有意识的决定。 （在 C# 中，这是一个有意识的决定；在 Java 中则不是。）

然后是这个：

4. 密封会使单元测试更加困难，因为它禁止模拟。

---

一些相关链接：

• 约书亚·布洛赫（Joshua Bloch）的《 Effective Java》第 2 版。 见第 17 条（需要 Safari 订阅）
• Effective Java Item 17：继承的设计和文档，否则禁止它（同一项目的讨论）

另请注意， Kotlin默认情况下会密封类； 它的open关键字与 Java 的final或 C# 的sealed相反。 （可以肯定的 是，没有普遍的共识认为这是一件好事。）

Answer 3

将类标记为已Sealed可防止篡改可能危及安全或影响性能的重要类。

很多时候，当我们设计一个具有固定行为的实用程序类时，密封一个类也是有意义的，我们不想改变它。

例如， C# System命名空间提供了许多密封的类，例如String 。 如果不密封，则可以扩展其功能，这可能是不可取的，因为它是具有给定功能的基本类型。

同样， C#中的structures始终是隐式密封的。 因此，不能从另一种结构派生一个结构/类。 这样做的原因是structures仅用于建模独立的、原子的、用户定义的数据类型，我们不想修改这些数据类型。

有时，当您构建类层次结构时，您可能希望根据域模型或业务规则限制继承链中的某个分支。

例如， Manager和PartTimeEmployee都是Employee ，但在组织中的兼职员工之后，您没有任何角色。 在这种情况下，您可能希望密封PartTimeEmployee以防止进一步分支。 另一方面，如果您有每小时或每周兼职员工，从PartTimeEmployee继承它们可能是有意义的。

Answer 4

我认为这篇文章有一些好处，具体情况是当尝试将非密封类强制转换为任何随机接口时，编译器不会抛出错误； 但是当使用密封时，编译器会抛出无法转换的错误。 密封类带来额外的代码访问安全性。
https://www.codeproject.com/Articles/239939/Csharp-Tweaks-Why-to-use-the-sealed-keyword-on-cla

Answer 5

密封是一个有意识的决定，只有在您想清楚地表明您对 class 的结构特征的意图时才应考虑。 这是关于您的 object model 的结构选择。 它不应该是关于性能或安全性的决定（**）。 但更重要的是，永远不要对您的 inheritance 树进行任意限制。

我提出了这个经验法则：如果您必须考虑密封它是否是一个好主意，那么永远不应该密封 class。 密封 class 的决定对您来说应该是显而易见的，甚至在您编写类的第一行代码之前就会做出决定。

例如，由于我们不能从它们派生，但它们看起来很像常规的 class，因此我们经常将结构视为密封类。 它们是什么。 正是这种限制允许他们实现值类型语义，因为 inheritance 和多态性只能与引用类型一起使用。 所以“结构类”是密封的，因为任何实现值类型语义的 class 都必须放弃 inheritance 并对其 memory 进行不同的管理。 （请注意，这适用于 C# 中的任何值类型 object，而不仅仅是结构）。

Another example: A code generator may write a sealed class representing a window and all its elements for the user to define the behavior on, because the UI engine expects this class, and no other, in order to be able to render the window.

最后一个例子：数学实用程序 class 可能会被密封，因为它是围绕真理构建的，任何扩展行为都永远不会正确或“按预期工作”。 这是一个不完全符合上述经验法则的示例。 永远不要盲目相信经验法则。

---

(**) 如果性能是您的应用程序中的一个问题，您可以确定未密封的类不是原因。 类似地，如果您依赖密封类在应用程序中强制实施安全性，那么问题一定出在您的基类上——它们公开或允许扩展的内容。