设计模式 E02：record、sealed 类型与模式匹配

第 37 篇用 Visitor 处理“节点类型稳定、操作会增加”的场景。Java 21 的 record、sealed 和 switch 模式匹配把这类模型的另一种写法放进语言里：节点可以是数据载体，类型集合可以被封闭，switch 可以在编译期检查是否覆盖所有已知类型。

record 和 sealed 改变的是数据边界

Oracle JDK 21 文档说明，record 会为组件生成字段、访问器、规范构造器、equals、hashCode 和 toString；record 字段是 final，适合作为简单数据载体。sealed class/interface 则限制哪些类可以继承或实现它。labs/E02 里，Line 只允许 Product 和 Bundle 两种实现，Product 校验 SKU 和金额，Bundle 保存子节点副本。

public sealed interface Line permits Product, Bundle {
    <R> R accept(Visitor<R> visitor);
}

public record Product(String sku, int cents) implements Line {
    public Product {
        if (sku == null || sku.isBlank() || cents < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("bad product");
        }
    }

    @Override
    public <R> R accept(Visitor<R> visitor) {
        return visitor.product(this);
    }
}

这段只截取 Product，完整实验还包含复制子列表的 Bundle。record 组件字段是 final，但这只是浅层不可变；如果组件本身是可变集合，仍要像 Bundle 那样在构造时 List.copyOf。这不是把 Visitor 删除，而是让“类型集合稳定”落在语言结构里。visitorAndSwitchKeepTheSameResultForStableNodeTypes 证明 Visitor 与 switch 对同一棵订单行树都算出 1250 分。

当节点集合真的稳定时，sealed 层次能把扩展边界交给编译器；当外部插件要继续增加节点时，sealed 会变成不合适的门。

新增操作时 switch 很直接

新增“列出 SKU”这个操作，switch 写成一个旁路函数即可：

return switch (line) {
    case Product product -> product.sku();
    case Bundle bundle -> bundle.children().stream()
            .map(Scenario::skusWithSwitch)
            .collect(Collectors.joining(","));
};

newOperationCanBeAddedNextToSwitchWithoutChangingRecords 断言结果为 book,pen。这正好命中 Visitor 的经典取舍：新增操作时，Visitor 需要新增一个 visitor 实现；switch 只需要新增函数。二者都不需要改 Product 和 Bundle。

flowchart TB
    Line[Line sealed层次] --> Product[Product]
    Line --> Bundle[Bundle]
    Product --> Accept["accept(visitor)"]
    Bundle --> Accept
    Accept --> Visitor[Visitor求金额]
    Line --> Switch[switch求金额/列SKU]

新增类型时让编译器说话

本篇没有用文字推断“会编译失败”，而是在测试里调用 JavaCompiler 编译负例。新增 Gift 但 switch 只处理 Product 时，JDK 21 诊断包含 switch 表达式未覆盖所有输入值；新增 Gift.accept(visitor) 但 Visitor 只有 visit(Product) 时，诊断包含 Gift 无法匹配现有 visit 方法。

这两个负例说明：sealed + switch 和 Visitor 都能在新增节点时逼迫调用方补齐操作，只是失败位置不同。switch 失败在穷尽性检查，Visitor 失败在新节点接入访问者时找不到对应方法。对稳定类型集合，switch 更短；对跨模块开放类型集合，Visitor 或普通多态更自然。

变化	Visitor	sealed + switch
新增操作	新增 visitor 实现	新增函数
新增节点	改 visitor 接口和实现	改 sealed permits 与所有穷尽 switch
数据载体	可用普通类或 record	record 更简短

Visitor 与模式匹配解决的是同一个二维变化问题：类型轴和操作轴。不要只比较语法行数，要先判断哪根轴更常变。

验证与练习

运行 ./mvnw -B -ntp -pl labs/E02 -am test；SealedSwitchVisitorTest 通过 3 个测试，其中包含两个负向编译诊断。原始日志在 examples/design-patterns/evidence/E02/targeted.stdout.txt。