一杯美式讲完 Sealed Class

sealed class 是 Kotlin 里一种用于限制继承层级的特殊类。

和普通类不同，它定义的是一组封闭类型，也就是说，它的直接子类在编译期就是确定的。

正因为如此，sealed class 很适合表达"只能有这些情况"的模型，比如状态、结果、有限分支等。

直接子类指的是直接继承父类的类；间接子类则是通过多层继承关系延伸出来的类。在 Kotlin 中，sealed class 的所有直接子类在编译期都是已知的。也就是说你不能在定义它的模块和包之外随意新增子类，因此可以获得更强的类型安全，并支持穷尽式 when 检查。

核心特性

sealed class 最重要的价值，在于它能把一个类型层级控制在一个有限、可预测的范围内（从这个角度看，和 enum class 类似）:

封闭层级 ：sealed class 的直接子类必须定义在同一个包中，因此继承树不会在别处被悄悄扩展。
穷尽 when ：编译器知道它有哪些直接子类，因此在 when 表达式里会强制你处理所有分支；漏掉任何一种情况，代码就无法通过编译。
子类形式灵活 ：子类既可以是普通类，也可以是 data class，还可以是 object 声明。

什么时候用

当你需要建模"有限集合"时，sealed class 往往是非常自然的选择。常见场景包括：

有限状态建模：比如网络/数据库请求状态（loading、success、error）、用户输入事件（click、scroll、request），或者 UI 状态（loading、fetched、error）。
统一包装不同数据：你可以把不同类型的数据放进同一个受限层级中，并以类型安全的方式分发和处理。

例如，可以定义一个 Result 类型来表示响应的不同状态：

kotlin 复制代码

sealed class Result {
    data class Success(val data: String) : Result()
    data class Error(val errorMessage: String) : Result()
    data object Loading : Result()
}

fun handleResult(result: Result) {
    when (result) {
        is Result.Success -> println("Data: ${result.data}")
        is Result.Error -> println("Error: ${result.errorMessage}")
        Result.Loading -> println("Loading...")
    }
}

普通类可以在任何位置继续派生新子类，而 sealed class 的所有子类都被限制在同一个包内，因此整个层级是受控且有限的。

进阶：Class 和 Interface

sealed class 和 sealed interface 都是为了表达"受限层级"，也就是子类型只能来自一组固定的候选项。但两者的定位和灵活性并不相同。

Sealed Class ：用来定义一组封闭的子类。子类必须继承这个 sealed class，并定义在同一个包中，因此编译器可以做穷尽检查。
Sealed Interface：从 Kotlin 1.5 开始引入。它约束的是"实现者集合"，而不是"子类集合"，所以在跨多个类定义契约时更灵活，尤其适合需要多重继承的场景。

继承方式

sealed class 采用单继承，每个子类都只能扩展这个 sealed class，因此它更适合表达严格的层级关系。

sealed interface 则支持多重继承。一个类可以同时实现多个 sealed interface，所以它更适合表达多个能力组合而成、但实现集合仍然受限的模型。

灵活性与典型用途

sealed class 更适合那种类型层级必须被严格约束的场景，例如状态机中的有限状态。

sealed interface 更适合在多个类之间定义一组可复用的行为或属性，同时又要把实现者数量控制在一个封闭范围内。

Sealed Class 示例

下面这个例子展示了如何用 sealed class 表示一组封闭的支付方式：

kotlin 复制代码

sealed class PaymentMethod {
    object Cash : PaymentMethod()
    object CreditCard : PaymentMethod()
    data class PayPal(val email: String) : PaymentMethod()
}

Sealed Interface 示例

下面这个例子展示了如何用 sealed interface 表达两个能力：Clickable 和 Draggable，并让 Button 同时实现它们：

kotlin 复制代码

sealed interface Clickable {
    fun onClick()
}

sealed interface Draggable {
    fun onDrag()
}

class Button : Clickable, Draggable {
    override fun onClick() { println("Button clicked") }
    override fun onDrag() { println("Button dragged") }
}

限制放宽

Sealed Interface Freedom 的 KEEP 提案希望放宽 Kotlin 1.5.0 中对 sealed class 和 sealed interface 的一些限制。

在 Kotlin 1.4.30 里，这两者的所有实现都必须定义在同一个文件中。提案希望允许实现分散在同一模块下的多个文件里，以提升大型项目中的可扩展性和模块化能力。

这种调整保留了 sealed interface 原有的优点，比如编译期的穷尽式 when 检查，同时也让代码组织方式更加灵活。为了保持安全性和可预测性，所有实现仍然必须属于同一个模块。提案的核心目标，是在不削弱类型安全的前提下改善开发体验。

同一编译单元、同一包中的其他类或接口，可以实现或扩展这个 sealed interface 或 sealed class。这样会形成一组在编译期就已知、且不能再继续向外扩展的直接子类。它们既可以是顶层声明，也可以嵌套在同包的具名类、具名接口或具名对象中。

小结

sealed class 适合表达严格、单继承的封闭层级；sealed interface 则提供了多重继承带来的灵活性，更适合描述一组封闭实现者所遵循的契约。两者都能让 when 分支做到穷尽，从而提升代码的安全性和可预测性。

开发者甚至可以这么认为------sealed 的存在就是为了更好的使用 when，让使用者能够预测和处理各种情况！