密封类与接口 (Sealed Classes)

源：Sealed classes

在建模业务逻辑时，我们经常遇到“某个值只能是有限集合中的一种”的情况。枚举（Enum）能解决简单的问题，但如果每个状态都需要携带不同的数据，枚举就无能为力了。

密封类 (Sealed Class) 就是为了解决这个问题而生的。它表示一个受限的类层级结构，是“代数数据类型 (ADT)”在 Kotlin 中的实现。

密封类 vs 枚举

特性	Enum (枚举)	Sealed Class (密封类)
实例数量	每个枚举常量是单例	子类可以有多个实例
状态携带	所有常量结构相同	每个子类可拥有完全不同的属性
继承关系	无法继承	支持完整的类继承体系

基础用法

使用 sealed 关键字修饰类。其所有直接子类在编译时必须已知。

sealed class UIState {
    // 纯单例状态：不需要携带数据
    data object Loading : UIState()

    // 数据状态：携带列表
    data class Success(val items: List<String>) : UIState()

    // 错误状态：携带异常信息
    data class Error(val exception: Throwable) : UIState()
}

完备性检查 (Exhaustiveness) 核心价值

当在 when 表达式中使用密封类时，编译器会强制检查是否覆盖了所有可能的子类。这意味着你不需要写 else 分支。

fun updateUI(state: UIState) = when (state) {
    is UIState.Loading -> showSpinner()
    is UIState.Success -> showList(state.items) // 智能转换
    is UIState.Error -> showError(state.exception)
    // 无需 else。如果未来新增了 UIState.Empty，编译器会立刻报错提醒
}

密封接口 (Sealed Interfaces) Kotlin 1.5+

除了密封类，Kotlin 还引入了 sealed interface。

为什么需要密封接口？

1. 多继承：类只能继承一个父类，但可以实现多个接口。如果你的数据类已经继承了其他类（例如 View），它就无法再继承 sealed class，但可以实现 sealed interface。
2. 更少的层级：不需要像密封类那样维护构造函数。

sealed interface Error
sealed interface Progress

// 这个类同时属于 Error 体系和 Progress 体系
class Timeout(val time: Long) : Error, Progress

数据对象 (Data Objects) Kotlin 1.9+

在密封类中，对于没有属性的单例状态，我们通常使用 object。但在 Kotlin 1.9 之前，打印 object 的 toString() 结果是不直观的类哈希码。

Kotlin 1.9 引入了 data object，它为单例对象生成友好的 toString()。

sealed class Result {
    data object Loading : Result() // toString() -> "Loading"
}

实战：MVI 架构中的应用

在现代 Android 架构（MVI）中，密封类是定义 UiState (状态) 和 UiEvent (事件) 的标准方式。

// 定义用户意图 (Intent/Event)
sealed interface UserIntent {
    data object Refresh : UserIntent
    data class ToggleLike(val id: Int) : UserIntent
    data class RemoveItem(val id: Int) : UserIntent
}

// ViewModel 处理
fun handleIntent(intent: UserIntent) {
    when (intent) {
        UserIntent.Refresh -> loadData()
        is UserIntent.ToggleLike -> repo.like(intent.id)
        is UserIntent.RemoveItem -> repo.remove(intent.id)
    }
}

限制与规则

1. 包限制：密封类的所有直接子类必须定义在同一个包 (Package) 中。
2. 模块限制：所有子类必须在同一个模块 (Module) 中编译。这意味着你不能在库的外部定义其密封类的子类（这正是“密封”的含义）。
3. 构造函数：密封类的构造函数默认是 protected 的（且只能是 protected 或 private）。

总结

• 状态机首选：任何涉及“有限状态集合”的场景（加载/成功/失败），首选密封类。
• 编译器保镖：利用 when 的完备性检查，将运行时错误提前到编译期。
• 接口灵活：优先考虑 sealed interface，除非你需要从父类继承代码。
• 数据对象：用 data object 替代普通的 object 以获得更好的日志体验。