Sealed 클래스 (Java 17+)

Coddy Java 여정의 객체 지향 프로그래밍 섹션에 포함된 레슨. 87개 중 52번째.

기존 Java에서는 클래스를 만들면 (해당 클래스를 final로 표시하지 않는 한) 다른 어떤 클래스든 그 클래스를 상속할 수 있습니다. 하지만 상속은 허용하되 누구나 상속할 수 있도록 하고 싶지는 않다면 어떻게 해야 할까요? Java 17에서는 어떤 클래스가 여러분의 클래스를 상속할 수 있는지 정확하게 제어할 수 있도록 봉인 클래스를 도입했습니다.

sealed class는 sealed 및 permits 키워드를 사용하여 허용되는 하위 class를 명시적으로 선언합니다:

sealed abstract class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
    abstract double area();
}

final class Circle extends Shape {
    double radius;
    double area() { return Math.PI * radius * radius; }
}

final class Rectangle extends Shape {
    double width, height;
    double area() { return width * height; }
}

final class Triangle extends Shape {
    double base, height;
    double area() { return 0.5 * base * height; }
}

Circle, Rectangle, Triangle만 Shape을 확장할 수 있습니다. 이를 확장하려는 다른 class는 컴파일 오류를 발생시킵니다.

허용된 각 하위 클래스는 세 가지 수정자 중 하나를 사용해야 합니다: final(추가 확장 불가), sealed(제한 체인을 계속함) 또는 non-sealed(제한 없는 확장을 허용함):

sealed class Vehicle permits Car, Truck { }

final class Car extends Vehicle { }           // 확장할 수 없음
non-sealed class Truck extends Vehicle { }    // 누구나 Truck을 확장할 수 있음

Sealed classes는 switch 표현식의 패턴 매칭과 함께 사용할 때 특히 강력합니다. 컴파일러가 가능한 모든 하위 타입을 알고 있어 완전성을 검증할 수 있기 때문입니다. 결제 수단, 응답 유형 또는 기하학적 도형처럼 도메인에서 고정된 타입 집합을 모델링할 때 이상적입니다.

챌린지

쉬움

애플리케이션에 존재할 수 있는 알림 유형을 제한하여 sealed classes를 보여 주는 알림 시스템을 만들어 보겠습니다. 특정 알림 유형만 허용되는 계층 구조를 만들고, 각 유형이 서로 다른 방식으로 전송을 처리하도록 합니다.

코드를 네 개의 파일로 구성합니다:

Notification.java: 모든 알림의 base 역할을 하는 sealed abstract class를 만드세요. 정확히 세 개의 하위 클래스인 EmailNotification, SMSNotification, PushNotification만 허용해야 합니다. sealed class에는 protected field message (String), 이를 initialize하는 constructor, message의 getter, 그리고 알림이 어떻게 전송되는지를 설명하는 String을 반환하는 abstract method deliver()가 필요합니다.
EmailNotification.java: Notification을 extends하는 final class를 만드세요. EmailNotification에는 이메일 주소를 위한 추가 private field recipient (String)가 있습니다. constructor는 message와 recipient를 모두 받아야 하며, super()를 사용하여 parent constructor를 호출해야 합니다. deliver() method는 다음을 반환해야 합니다: Sending email to [recipient]: [message]
SMSNotification.java: Notification을 extends하는 non-sealed class를 만드세요. 이렇게 하면 향후 필요한 경우 다른 class가 이를 extends할 수 있습니다. SMSNotification에는 추가 private field phoneNumber (String)가 있습니다. constructor는 message와 전화번호를 받습니다. deliver() method는 다음을 반환해야 합니다: Sending SMS to [phoneNumber]: [message]
PushNotification.java: Notification을 extends하는 final class를 만드세요. PushNotification에는 추가 private field deviceId (String)가 있습니다. constructor는 message와 device ID를 받습니다. deliver() method는 다음을 반환해야 합니다: Sending push to device [deviceId]: [message]
Main.java: 알림 시스템을 하나로 연결하세요! 네 개의 입력을 받습니다: message (String), 이메일 주소 (String), 전화번호 (String), device ID (String).
동일한 message와 각각의 contact information을 사용하여 각 notification type을 하나씩 만드세요. 세 개 모두를 Notification[] type의 array에 저장하여 sealed classes를 사용한 polymorphism을 보여 주세요. 그런 다음 array를 Iterate하면서 각 notification에서 deliver()를 호출한 결과를 출력하세요.

입력은 다음 순서로 네 개를 받습니다: message, 이메일 주소, 전화번호, device ID.

sealed class가 hierarchy를 어떻게 제한하는지 확인하세요. 허용된 세 개의 class만 Notification을 extends할 수 있습니다. 각 하위 class는 자신을 final, sealed 또는 non-sealed로 선언해야 합니다. 이를 통해 polymorphism을 계속 사용할 수 있으면서도 type hierarchy를 완전히 제어할 수 있습니다!

직접 해보기

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // 네 개의 입력을 읽습니다
        String message = scanner.nextLine();
        String email = scanner.nextLine();
        String phoneNumber = scanner.nextLine();
        String deviceId = scanner.nextLine();
        
        // TODO: 동일한 메시지를 사용하여 각 알림 유형을 하나씩 생성합니다
        // - message와 email을 사용하는 EmailNotification
        // - message와 phoneNumber를 사용하는 SMSNotification
        // - message와 deviceId를 사용하는 PushNotification
        
        // TODO: 세 개의 알림을 모두 Notification[] 배열에 저장합니다
        // 이는 sealed 클래스를 사용한 다형성을 보여줍니다
        
        // TODO: 배열을 순회하며 deliver()의 결과를 출력합니다
        // 각 알림에 대해
        
    }
}