Java阻断继承和向上向下转型

1、阻断继承

        从Java15开始，允许使用sealed修饰符，并通过permits明确写出能够从该class继承的子类名称。这种sealed类主要用于一些框架，防止继承被滥用。sealed类在Java15中目前是预览状态，要启用它，必须使用参数"--enable-preview"和"--source 15"。

        注：sealed [siːld] adj.封闭的，密封的。permits [pəˈmɪts] n.许可。

// Shape类是一个sealed类，它只允许指定的3个类继承它。
public sealed class Shape permits Rect, Circle, Triangle {
    ... ... 
}
// Rect类在Shape的permits列表中，允许继承Shape
public final class Rect extends Shape {
    ... ...
}
// Ellipse类并未出现在Shape的permits列表中，继承Shape会报错
public final class Ellipse extends Shape {
    ... ...
}

        正常情况下，只要某个class没有定义final修饰符，那么任何类都可以从该class继承。当用final修饰一个类时，表明这个类不能被继承。也就是说，如果一个类你永远不会让他被继承，就可以用final进行修饰。

2、向上转型和向下转型

（1）向上转型

        如果Student类是从Person继承下来的，一个引用类型为Person的变量，它是可以指向Student类型的实例。这种把一个子类类型安全地变为父类类型的赋值，被称为向上转型(upcasting)。

Student s = new Student();
Person p = new Person();
Person p = new Student();  // Person类型变量是可以指向Student类型实例

        注意：继承树Student -> Person ->Object，可以把Student类型转型为Person，或者更高层次的Object。

（2）向下转型

        和向上转型相反，如果把一个父类类型强制转型为子类类型，就是向下转型(downcasting)。

Person p1 = new Student(); // 向上转型，OK
Person p2 = new Person();
Student s1 = (Student) p1;  // 向下转型， OK
Student s2 = (Student) p2;  //  向下转型，Error

        Person类型p1实际指向Student类型实例，Person类型p2实际指向Person类型实例。

        在向下转型的时候，把p1转型为Student会成功，因为p1确实指向Student实例。

        在向下转型的时候，把p2转型为Student会失败，因为p2的实际类型是Person，不能把父类变为子类，因为子类功能比父类功能多，多的功能无法凭空变出来。

        总结：向下转型可能会失败，失败的时候，Java虚拟机会报classCaseException错误。

（3）instanceof *** 作符

        为了避免向下转型出错，Java提供了instanceof *** 作符，用于判断实例的类型。

Person p = new Person();
System.out.println(p instanceof Person); // true
System.out.println(p instanceof Student); // false

Person p = new Student();
if (p instanceof Student) {
    // 只有判断成功才会向下转型:
    Student s = (Student) p; // 一定会成功
}

        从Java14开始，判断instanceof后，可以直接转型为指定变量，避免再次强行转型。

Object obj = "hello";

if (obj instanceof String) {
    String s = (String) obj;
    System.out.println(s.toUpperCase());
}
// Java14写法，和上面等价，这种使用instanceof的写法更加简洁。
if (obj instanceof String s) {
            // 可以直接使用变量s:
            System.out.println(s.toUpperCase());
}