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Kotlin 中密封类、枚举类与密封接口的对比分析

article 2024/9/21 1:48:00

在 Kotlin 编程语言中，密封类（Sealed Classes）、枚举类（Enum Classes）和密封接口（Sealed Interfaces）是处理一组固定类型的强大工具。它们在 Kotlin 中扮演着特殊的角色，特别是在创建类型安全的分支逻辑时。本文旨在对比这三种类型，探讨它们的特性及各自的使用场景。

一、密封类（Sealed Classes）

是什么：
密封类是一种特殊的类，它可以有一组受限的子类。与普通的基类不同，密封类的所有子类都必须在与密封类相同的文件中声明。这种限制使得密封类非常适合于表示固定的类层次结构，特别是在使用 when 表达式时。
在什么情况下使用：
a. 代表有限的状态集：在建模状态机或处理具有有限状态的业务逻辑时，密封类是一个理想的选择。
b. 安全的类型检查：使用密封类可以确保 when 表达式涵盖所有可能的情况，从而避免漏掉某些分支。
场景：表示 UI 的不同状态，如加载、成功和错误。

sealed class UiState {
    object Loading : UiState()
    data class Success(val  String) : UiState()
    data class Error(val message: String) : UiState()
}

fun handleUiState(state: UiState) {
    when (state) {
        is UiState.Loading -> println("Loading")
        is UiState.Success -> println("Data: ${state.data}")
        is UiState.Error -> println("Error: ${state.message}")
    }
}

UiState 作为一个密封类，能够清晰地定义 UI 可能处于的三种状态。这样的设计使得 when 表达式能够覆盖所有可能的状态，确保了类型安全。

二、枚举类（Enum Classes）

是什么：
枚举类用于定义一个固定的值集合。每个枚举常量都是枚举类的一个实例，Kotlin 中的枚举类可以包含属性和方法。
在什么情况下使用：
a. 代表一组固定常量：当你需要一组固定的常量，比如方向、状态、模式等，枚举类是一个很好的选择。
b. 单例模式：每个枚举常量都是单例，适用于需要确保全局唯一性的情况。
场景：定义一个星期的日子。

enum class DayOfWeek {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}

fun scheduleActivity(day: DayOfWeek) {
    when (day) {
        DayOfWeek.SATURDAY, DayOfWeek.SUNDAY -> println("Relax")
        else -> println("Work")
    }
}

DayOfWeek 是一个枚举类，表示一周的七天。枚举类在这里用于定义一组固定的、有限的值。

三、密封接口（Sealed Interfaces）

是什么：
密封接口是 Kotlin 1.5 引入的一个新特性，与密封类类似，它限制了实现该接口的类的数量。但与密封类不同的是，实现密封接口的类可以分布在多个文件中。
在什么情况下使用：
a. 灵活的类层次结构：如果你需要更灵活的层次结构，允许在不同的文件中实现接口，那么密封接口是一个更好的选择。
b. 接口继承：密封接口支持从其他接口继承，这提供了更多的灵活性和复用性。
场景：定义支付操作的结果，成功和失败，其中失败可能分布在不同的文件中。

sealed interface PaymentResult {
    object Success : PaymentResult
    interface Error : PaymentResult {
        val message: String
    }
}

class NetworkError(override val message: String) : PaymentResult.Error
class ValidationError(override val message: String) : PaymentResult.Error

fun handlePaymentResult(result: PaymentResult) {
    when (result) {
        is PaymentResult.Success -> println("Payment Successful")
        is PaymentResult.Error -> println("Error: ${result.message}")
    }
}