我们经常需要在代码中声明一些有限集合，如: 网络请求可能为成功或失败；用户账户是高级用户或普通用户。
我们可以使用枚举来实现这类模型，但枚举自身存在许多限制。枚举类型的每个值只允许有一个实例，同时枚举也无法为每个类型添加额外信息，例如，您无法为枚举中的 "Error" 添加相关的 Exception 类型数据。
当然也可以使用一个抽象类然后让一些类继承它，这样就可以随意扩展，但这会失去枚举所带来的有限集合的优势。而 sealed class (本文下称 "密封类" ) 则同时包含了前面两者的优势 —— 抽象类表示的灵活性和枚举里集合的受限性。继续阅读接下来的内容可以帮助大家更加深入地了解密封类，您也可以点击观看下方视频:
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密封类的基本使用
和抽象类类似，密封类可用于表示层级关系。子类可以是任意的类: 数据类、Kotlin 对象、普通的类，甚至也可以是另一个密封类。但不同于抽象类的是，您必须把层级声明在同一文件中，或者嵌套在类的内部。
// Result.kt
sealed class Result<out T : Any> {
data class Success<out T : Any>(val data: T) : Result<T>()
data class Error(val exception: Exception) : Result<Nothing>()
}
尝试在密封类所定义的文件外继承类 (外部继承)，则会导致编译错误:
Cannot access ‘<init>’: it is private in Result
忘记了一个分支？
在 when 语句中，我们常常需要处理所有可能的类型:
when(result) {
is Result.Success -> { }
is Result.Error -> { }
}
但是如果有人为 Result 类添加了一个新的类型: InProgress:
sealed class Result<out T : Any> {
data class Success<out T : Any>(val data: T) : Result<T>()
data class Error(val exception: Exception) : Result<Nothing>()
object InProgress : Result<Nothing>()
}
如果想要防止遗漏对新类型的处理，并不一定需要依赖我们自己去记忆或者使用 IDE 的搜索功能确认新添加的类型。使用 when 语句处理密封类时，如果没有覆盖所有情况，可以让编译器给我们一个错误提示。和 if 语句一样，when 语句在作为表达式使用时，会通过编译器报错来强制要求必须覆盖所有选项 (也就是说要穷举):
val action = when(result) {
is Result.Success -> { }
is Result.Error -> { }
}
当表达式必须覆盖所有选项时，添加 "is inProgress" 或者 "else" 分支。
如果想要在使用 when 语句时获得相同的编译器提示，可以添加下面的扩展属性:
val <T> T.exhaustive: T
get() = this
这样一来，只要给 when 语句添加 ".exhaustive"，如果有分支未被覆盖，编译器就会给出之前一样的错误。
when(result){
is Result.Success -> { }
is Result.Error -> { }
}.exhaustive
IDE 自动补全
由于一个密封类的所有子类型都是已知的，所以 IDE 可以帮我们补全 when 语句下的所有分支:
当涉及到一个层级复杂的密封类时，这个功能会显得更加好用，因为 IDE 依然可以识别所有的分支:
sealed class Result<out T : Any> {
data class Success<out T : Any>(val data: T) : Result<T>()
sealed class Error(val exception: Exception) : Result<Nothing>() {
class RecoverableError(exception: Exception) : Error(exception)
class NonRecoverableError(exception: Exception) : Error(exception)
}
object InProgress : Result<Nothing>()
}
不过这个功能无法用于抽象类，因为编译器并不知道继承的层级关系，所以 IDE 也就没办法自动生成分支。
工作原理
为何密封类会拥有这些特性？下面我们来看看反编译的 Java 代码都做了什么:
sealed class Result
data class Success(val data: Any) : Result()
data class Error(val exception: Exception) : Result()
@Metadata(
...
d2 = {"Lio/testapp/Result;", "T", "", "()V", "Error", "Success", "Lio/testapp/Result$Success;", "Lio/testapp/Result$Error;" ...}
)
public abstract class Result {
private Result() {
}
// $FF: synthetic method
public Result(DefaultConstructorMarker $constructor_marker) {
this();
}
}
密封类的元数据中保存了一个子类的列表，编译器可以在需要的地方使用这些信息。
Result 是一个抽象类，并且包含两个构造方法:
- 一个私有的默认构造方法
- 一个合成构造方法，只有 Kotlin 编译器可以使用
这意味着其他的类无法直接调用密封类的构造方法。如果我们查看 Success 类反编译后的代码，可以看到它调用了 Result 的合成构造方法:
public final class Success extends Result {
@NotNull
private final Object data
public Success(@NotNull Object data) {
Intrinsics.checkParameterIsNotNull(data, "data");
super((DefaultConstructorMarker)null);
this.data = data;
}
开始使用密封类来限制类的层级关系，让编译器和 IDE 帮忙避免类型错误吧。
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