[C#] sealed override — 仮想メンバーを「ここで確定」させる設計テクニック

public sealed class ConnectionString
{
    public string Value { get; }

    public ConnectionString(string value)
    {
        ArgumentException.ThrowIfNullOrWhiteSpace(value);
        Value = value;
    }
}

// コンパイルエラー: sealed 型からは派生できない
// public class SpecialConnectionString : ConnectionString { }

public abstract class Shape
{
    public abstract double Area();
    public virtual string Description => GetType().Name;
}

public class Circle : Shape
{
    private readonly double _radius;

    public Circle(double radius) => _radius = radius;

    // Area() はここで確定。これ以上の override を禁止する
    public sealed override double Area() => Math.PI * _radius * _radius;

    // Description は sealed にしていないので、派生クラスで override 可能
}

public class LabeledCircle : Circle
{
    public string Label { get; }

    public LabeledCircle(double radius, string label) : base(radius)
    {
        Label = label;
    }

    // OK: Description は sealed されていない
    public override string Description => $"{Label} (Circle)";

    // コンパイルエラー CS0239: Area() は sealed されている
    // public override double Area() => 0;
}

public abstract class Account
{
    public decimal Balance { get; protected set; }

    // 出金ルールはサブクラスごとに異なる
    public abstract bool CanWithdraw(decimal amount);

    // 残高を変更する操作は全アカウント共通の不変条件を守る
    public virtual void Withdraw(decimal amount)
    {
        if (amount <= 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(amount));
        if (!CanWithdraw(amount))
            throw new InvalidOperationException("Withdrawal not allowed.");
        Balance -= amount;
    }
}

public class SavingsAccount : Account
{
    private const decimal MinimumBalance = 1000m;

    public override bool CanWithdraw(decimal amount) =>
        Balance - amount >= MinimumBalance;

    // Withdraw() のバリデーションロジックを確定
    // 派生クラスが残高チェックをスキップする実装を作れないようにする
    public sealed override void Withdraw(decimal amount)
    {
        base.Withdraw(amount);
        // 普通預金固有の処理（利息計算のリセットなど）
    }
}

public class PremiumSavingsAccount : SavingsAccount
{
    // CanWithdraw() は sealed されていないので override 可能
    public override bool CanWithdraw(decimal amount) =>
        Balance - amount >= 0; // プレミアム口座は残高ゼロまで引き出し可

    // コンパイルエラー: Withdraw() は sealed されている
    // public override void Withdraw(decimal amount) { Balance -= amount; }
}

public abstract class DataImporter
{
    // アルゴリズムの骨格を定義する Template Method
    public virtual void Import()
    {
        var rawData = ReadSource();
        var validated = Validate(rawData);
        Save(validated);
    }

    protected abstract string ReadSource();
    protected abstract string Validate(string data);
    protected abstract void Save(string data);
}

public class CsvImporter : DataImporter
{
    // Import() の実行順序を確定させる
    // 派生クラスが Validate() を飛ばすような Import() を作れない
    public sealed override void Import()
    {
        base.Import();
        Console.WriteLine("CSV import completed.");
    }

    protected override string ReadSource() => /* CSV 読み込み */;
    protected override string Validate(string data) => /* バリデーション */;
    protected override void Save(string data) => /* DB 保存 */;
}

public class SpecialCsvImporter : CsvImporter
{
    // 個々のステップは override 可能
    protected override string Validate(string data) =>
        /* 特殊なバリデーションルール */;

    // コンパイルエラー: Import() は sealed されている
    // public override void Import() { Save(ReadSource()); } // Validate() をスキップ！
}

public abstract class ObservableEntity
{
    public event EventHandler? Changed;

    protected virtual void OnChanged()
    {
        Changed?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
    }
}

public class AuditableEntity : ObservableEntity
{
    public DateTime LastModified { get; private set; }

    // OnChanged() を sealed にして、変更通知のロジックを確定
    // 派生クラスが通知を握りつぶせないようにする
    protected sealed override void OnChanged()
    {
        LastModified = DateTime.UtcNow;
        base.OnChanged(); // イベントを確実に発火
    }
}

public class Order : AuditableEntity
{
    // OnChanged() は sealed なので override できない
    // イベント発火と監査ログの記録が常に保証される

    public string Status { get; private set; } = "New";

    public void Approve()
    {
        Status = "Approved";
        OnChanged(); // 必ず AuditableEntity.OnChanged() が呼ばれる
    }
}

public class Entity
{
    public int Id { get; init; }

    public override bool Equals(object? obj) =>
        obj is Entity other && Id == other.Id;

    public override int GetHashCode() => Id.GetHashCode();
}

public class User : Entity
{
    public string Name { get; init; } = "";

    // ID ベースの等価性をここで確定
    // 派生クラスが Name を含めた等価性に変更して不整合を起こすのを防ぐ
    public sealed override bool Equals(object? obj) =>
        base.Equals(obj);

    public sealed override int GetHashCode() =>
        base.GetHashCode();
}

public class AdminUser : User
{
    public string Role { get; init; } = "Admin";

    // コンパイルエラー: Equals() は sealed されている
    // public override bool Equals(object? obj) =>
    //     base.Equals(obj) && obj is AdminUser other && Role == other.Role;
}

public record Person(string Name, int Age);

var p = new Person("Alice", 30);
Console.WriteLine(p); // Person { Name = Alice, Age = 30 }

// C# 9: sealed ToString() が使えない
public record Person(string Name, int Age)
{
    // カスタム ToString() を定義しても...
    public override string ToString() => $"{Name} (age {Age})";
}

public record Employee(string Name, int Age, string Department)
    : Person(Name, Age);

var emp = new Employee("Alice", 30, "Engineering");
Console.WriteLine(emp);
// 期待: Alice (age 30)
// 実際: Employee { Name = Alice, Age = 30, Department = Engineering }
// → 派生 record のコンパイラ生成 ToString() に上書きされてしまう

// C# 10: sealed ToString() で表示形式を確定
public record Person(string Name, int Age)
{
    public sealed override string ToString() => $"{Name} (age {Age})";
}

public record Employee(string Name, int Age, string Department)
    : Person(Name, Age);

var emp = new Employee("Alice", 30, "Engineering");
Console.WriteLine(emp);
// 出力: Alice (age 30)
// → sealed により派生 record の自動生成 ToString() が抑制される

public record LogEntry(DateTime Timestamp, string Level, string Message)
{
    // ログのフォーマットは階層全体で統一したい
    public sealed override string ToString() =>
        $"[{Timestamp:yyyy-MM-dd HH:mm:ss}] [{Level}] {Message}";
}

public record DetailedLogEntry(
    DateTime Timestamp, string Level, string Message, string Source)
    : LogEntry(Timestamp, Level, Message);

var entry = new DetailedLogEntry(DateTime.Now, "ERROR", "Connection failed", "DbModule");
Console.WriteLine(entry);
// 出力: [2026-04-28 12:34:56] [ERROR] Connection failed
// → Source が含まれない統一フォーマット

public record ApiResponse(int StatusCode, string Body)
{
    // API レスポンスの文字列表現を固定
    // デバッグ時に Body 全体が出力されるのを防ぐ
    public sealed override string ToString() =>
        $"ApiResponse(Status={StatusCode}, BodyLength={Body.Length})";
}

public record PaginatedApiResponse(int StatusCode, string Body, int Page, int TotalPages)
    : ApiResponse(StatusCode, Body);

var response = new PaginatedApiResponse(200, "{...very large json...}", 1, 10);
Console.WriteLine(response);
// 出力: ApiResponse(Status=200, BodyLength=23)
// → 巨大な Body がログに出力されない

public abstract class Formatter
{
    public abstract string Format(string input);
}

public class UpperFormatter : Formatter
{
    // sealed override により JIT が直接呼び出しに最適化しやすい
    public sealed override string Format(string input) => input.ToUpperInvariant();
}

public class Foo
{
    // コンパイルエラー: sealed は override と組み合わせる必要がある
    // public sealed void Bar() { }

    // OK: そもそも virtual でないのでオーバーライドできない
    public void Bar() { }
}

// sealed override のメソッドはモック化できない
// → テスト用にはインターフェースで抽象化する
public interface IFormatter
{
    string Format(string input);
}

public class UpperFormatter : Formatter, IFormatter
{
    public sealed override string Format(string input) => input.ToUpperInvariant();
}

// テスト時は IFormatter をモック化する