はじめに

最近、Java SE 17 Programmer I (1Z0-825-JPN) 試験の勉強をしていて、そこで シールクラス（sealed class） という機能を知りました。シールクラスはJava 17から導入された機能で、特定のサブクラスにのみ継承を許可する便利な仕組みです。

本記事では、シールクラスの基本的な使い方と、その有用性について解説します。

対象読者

Javaの継承の基本を理解している方
シールクラスを知ったけど、具体的な使い道がわからない方
finalクラスでは解決できない継承の制御に悩んでいる方

finalクラスでは解決できない問題

Javaの継承は強力な機能ですが、意図しないクラスが継承できてしまうことがあります。例えば、動物 (Animal) クラスを作って、そこから Dog や Cat を派生させたいとしましょう。しかし、間違って Human まで Animal を継承できてしまうかもしれません。

class Animal {}

class Dog extends Animal {}
class Cat extends Animal {}
class Human extends Animal {} // えっ！？

Human は Animal じゃないですよね？でも、今のままでは継承できてしまいます。Animalの継承をDog 、 Catに限定するにはどうすれば良いでしょうか？

「Animalをfinalにすればいいのでは？」と思うかもしれません。しかし、それだとDogやCatも継承できなくなってしまいます。

final class Animal {} // これで継承禁止！

class Dog extends Animal {} // コンパイルエラー
class Cat extends Animal {} // コンパイルエラー

これでは本末転倒ですね。Human の継承は防ぎたいけど、DogとCatは許可したい…そんなときに シールクラス が役立ちます！

シールクラスで適切に継承を制限する

Java 17から導入されたシールクラス（sealed class） を使うと、
「特定のサブクラスにのみ継承を許可する」ことができます。

sealed class Animal permits Dog, Cat {}

final class Dog extends Animal {} // 継承OK
final class Cat extends Animal {} // 継承OK

class Human extends Animal {} // コンパイルエラー！

これでDogとCatだけがAnimalを継承でき、Humanの継承を防ぐことができました！

シールクラスの制約

シールクラスを使う場合、サブクラスは以下のいずれかを選択する必要があります。

修飾子	説明
final	これ以上継承できない（`Dog` や `Cat`）
sealed	さらに制限を加えた継承を許可する
non-sealed	制限を解除し、自由に継承できる

例えば、Birdというクラスを追加して、さらに細かく制限を加えることもできます。

sealed class Animal permits Dog, Cat, Bird {}

final class Dog extends Animal {} // これ以上継承不可
final class Cat extends Animal {} // これ以上継承不可

sealed class Bird extends Animal permits Sparrow {}
final class Sparrow extends Bird {} // これ以上継承不可

こうすることで、Birdの派生クラスをSparrowだけに限定できます。

まとめ

シール(sealed)クラスは特定のサブクラスにのみ継承を許可する仕組みです
permitsで継承を許可するサブクラスを指定します
サブクラスはfinal、sealed、non-sealedのいずれかを選択する必要があります

Java 17以降を使っているなら、シールクラスをぜひ試してみてください！

参考

3 シール・クラス - Java