C# sealed 关键字详解

简介

sealed 关键字在 C# 中用于阻止继承和重写,通常用于类或方法,以增强代码的安全性和稳定性。

sealed 用于类

当一个类被 sealed 修饰时,该类不能被继承。这样可以防止其他类扩展它的功能,从而保护类的实现。

csharp 复制代码
sealed class MyClass
{
    public void Show()
    {
        Console.WriteLine("Hello from MyClass");
    }
}

不能继承 MyClass,否则会编译报错

csharp 复制代码
class DerivedClass : MyClass // 报错:无法从密封类 'MyClass' 派生
{
}

适用场景

  • 安全性:防止恶意或意外的继承,保护关键逻辑不被更改。

  • 优化性能:密封类可以让 JITJust-In-Time 编译器)优化方法调用,提高执行速度。

sealed 用于方法

如果一个方法在基类中是 virtualoverride,可以使用 sealed 防止子类进一步重写它。

csharp 复制代码
class BaseClass
{
    public virtual void Show()
    {
        Console.WriteLine("BaseClass Show");
    }
}

class DerivedClass : BaseClass
{
    public sealed override void Show()
    {
        Console.WriteLine("DerivedClass Show");
    }
}

class SubDerivedClass : DerivedClass
{
    // 报错:无法重写密封的方法 "Show"
    // public override void Show() { }
}

适用场景

  • 防止进一步重写:如果一个方法被 sealed 了,子类无法重写它,确保逻辑稳定。

  • 提高性能:密封方法可以提高方法调用效率,因为 JIT 编译器可以直接调用它,而不需要查找虚方法表(vtable)。

sealed 结合 abstract

  • sealed 不能和 abstract 一起用于类,因为抽象类必须允许继承,而密封类不能被继承。

  • 但是,抽象类的 override 方法可以是 sealed,防止进一步重写。

csharp 复制代码
abstract class AbstractClass
{
    public abstract void Display();
}

class ConcreteClass : AbstractClass
{
    public sealed override void Display()
    {
        Console.WriteLine("ConcreteClass Display");
    }
}

class SubConcreteClass : ConcreteClass
{
    // 报错:无法重写密封方法 "Display"
    // public override void Display() { }
}

sealed 结合 struct

C# 中,所有 struct 默认是 sealed,不能被继承,所以不需要显式声明 sealed

csharp 复制代码
struct MyStruct
{
    public int Value;
}

// 报错:结构不能被继承
// class DerivedStruct : MyStruct { }

总结

用法 作用 示例
sealed 防止继承 sealed class MyClass { }
sealed 方法 防止方法被进一步重写 public sealed override void Method() { }
sealed + abstract 限制抽象方法的继承 public sealed override void AbstractMethod() { }
sealed 结构体 默认不能被继承 struct MyStruct { }

C# sealed 与 Java final 比较

类(防止继承)

  • C#:使用 sealed
csharp 复制代码
sealed class MyClass
{
    public void Show()
    {
        Console.WriteLine("Hello from MyClass");
    }
}

// 下面的代码会报错
// class DerivedClass : MyClass { } // 错误:无法从密封类 'MyClass' 派生
  • Java:使用 final
java 复制代码
final class MyClass {
    void show() {
        System.out.println("Hello from MyClass");
    }
}

// 下面的代码会报错
// class DerivedClass extends MyClass {} // 错误:无法继承 final 类

C#sealed classJavafinal class 作用一样,都用于防止类被继承。

方法(防止子类重写)

  • C#:使用 sealed
csharp 复制代码
class BaseClass
{
    public virtual void Show()
    {
        Console.WriteLine("BaseClass Show");
    }
}

class DerivedClass : BaseClass
{
    public sealed override void Show()
    {
        Console.WriteLine("DerivedClass Show");
    }
}

// 下面的代码会报错
// class SubDerivedClass : DerivedClass
// {
//     public override void Show() { } // 错误:无法重写密封的方法 "Show"
// }
  • Java:使用 final
java 复制代码
class BaseClass {
    public void show() {
        System.out.println("BaseClass Show");
    }
}

class DerivedClass extends BaseClass {
    @Override
    public final void show() {
        System.out.println("DerivedClass Show");
    }
}

// 下面的代码会报错
// class SubDerivedClass extends DerivedClass {
//     @Override
//     public void show() {} // 错误:无法重写 final 方法
// }

C#sealed overrideJavafinal method 作用相同,都用于防止方法被子类重写。

变量(防止修改)

Java 支持 final 变量,C# 需要用 readonlyconst 实现类似功能。

  • Java:final 变量
java 复制代码
class Example {
    final int number = 10; // 只能赋值一次

    void changeNumber() {
        // 报错:无法修改 final 变量
        // number = 20;
    }
}
  • C#:使用 readonly 或 const
csharp 复制代码
class Example
{
    public readonly int number = 10; // 只能在构造函数中赋值
    public const int constNumber = 20; // 编译时常量,必须初始化

    public Example()
    {
        number = 15; // 允许
        // constNumber = 30; // 报错:const 变量不能修改
    }
}
  • Javafinal 可以用于变量,防止变量被修改。

  • C# 没有 final 变量,但可以用 readonly(运行时常量)或 const(编译时常量)来替代。

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