一. 概念
Kotlin 中的密封类（Sealed Class）是一种特殊的类，用于限制类的继承结构。密封类允许你定义一组相关的类，并且只允许这些类作为其子类存在。这种限制可以在编译时检查，从而减少了程序出错的可能性。
语法如下:
sealed class MyClass {
// ...
}
密封类通常用于代替枚举类。密封类的优点在于可以更灵活地定义子类，而枚举类的每个成员都是固定的。密封类还可以帮助你编写更加类型安全的代码。
二. 应用场景
密封类的主要应用场景是在需要表示有限数量的类型的情况下。当你知道一个类的所有可能的子类时，可以使用密封类来表示这些子类。
例如，如果你有一个表示不同任务状态的密封类 TaskState，你可以编写一个 when 表达式来处理不同的状态：
/**
* 密封类: 任务的状态
*/
sealed class SealedTaskState {
// 空闲
object EMPTY : SealedTaskState()
// 执行中
object RUNNING : SealedTaskState()
// 暂停中
object PAUSE : SealedTaskState()
}
// 单元测试
@Test
fun test(sealedTaskState: SealedTaskState) {
when (sealedTaskState) {
// SealedTaskState有3种状态
// 下面的数据必须包含所有的SealedTaskState里的状态,不然编译器会报错
is SealedTaskState.EMPTY -> {
println("空闲")
}
is SealedTaskState.RUNNING -> {
println("执行中")
}
is SealedTaskState.PAUSE -> {
println("暂停")
}
}
}
上面的示例中,使用了密封类封装了任务的状态,when处理了SealedTaskState所有状态发生的情况。
三. 和普通类的区别
class SealedTest {
// 密封类测试
@Test
fun testSealedShape(sealedShape: SealedShape) {
when (sealedShape) {
is SealedCircle -> println("circle area:${sealedShape.getArea()}")
// 'when' expression must be exhaustive, add necessary 'is SealedRectangle' branch or 'else' branch instead
// 直接编译报错,提示必须要SealedRectangle分支或者else分支
// is SealedRectangle -> println("rectangle area : ${sealedShape.getArea()}")
}
}
// 普通类测试
@Test
fun testNormalShape(normalShape: NormalShape) {
when (normalShape) {
is NormalCircle -> println("circle area:${normalShape.getArea()}")
// 可能出现漏掉判断的情况,比如这里,我们把普通类矩形注释了,IDE也没有提示报错
// 但是在密封类中,在编译期我们就能看到错误
// is NormalRectangle -> println("rectangle area : ${normalShape.getArea()}")
}
}
}
/**
* 普通类: 形状
*/
abstract class NormalShape {
// 计算面积
abstract fun getArea(): Double
}
// 普通类: 圆形
class NormalCircle(private val radius: Double) : NormalShape() {
override fun getArea(): Double {
return Math.PI * radius * radius
}
}
// 普通类: 矩形
class NormalRectangle(private val width: Double, private val height: Double) : NormalShape() {
override fun getArea(): Double {
return width * height
}
}
/**
* 密封类: 形状
*/
sealed class SealedShape {
// 计算面积
abstract fun getArea(): Double
}
// 密封类: 圆形
class SealedCircle(private val radius: Double) : SealedShape() {
override fun getArea(): Double {
return Math.PI * radius * radius
}
}
// 密封列: 矩形
class SealedRectangle(private val width: Double, private val height: Double) : SealedShape() {
override fun getArea(): Double {
return width * height
}
}
首先，没有使用密封类NormalShape的情况下,如果我们添加了新的形状类型，例如梯形或正方形，那么我们必须修改 testSealedShape 函数，以处理这些新类型的形状。其次，如果我们在 when 表达式中遗漏了某种类型的形状，那么我们将无法在编译时或运行时捕获这个错误，这可能会导致程序在处理该类型的形状时出现异常。
由于 SealedShape 是一个密封类，它的子类是有限的，编译器可以确保 when 表达式处理了所有可能的情况。如果我们添加了一个新的图形类型，我们需要添加一个新的密封子类，并实现 getArea() 方法。这个过程可以在编译时检测到错误，而不是在运行时才发现错误。这就是密封类的优势之一。
四. 总结
从上面的示例说明来看，密封类的优势可以总结为以下几点：
编译时检查：由于密封类的子类是有限的，因此编译器可以检查 when 表达式是否涵盖了所有可能的情况。这可以避免在运行时才发现未处理的情况，从而提高代码的可靠性和安全性。类层次结构的扩展能力：通过添加新的密封子类，可以轻松地扩展现有的类层次结构，而无需修改现有的代码。这可以提高代码的可维护性和可扩展性。更清晰的代码：密封类可以使代码更加清晰和易于理解。它可以帮助程序员更好地组织代码，从而使其更容易理解和修改。
总的来说，密封类是一种非常有用的语言特性，可以提高代码的可靠性、可维护性和可扩展性。如果您需要处理有限数量的可能情况，并且希望在编译时检测到未处理的情况，那么密封类是一个很好的选择。
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