這是 Sealed Classes（密封類）系列的第三篇文章，之前的文章從原理寸士、優(yōu)化捡遍、實(shí)戰(zhàn)以不同的角度分別介紹了 Sealed Classes 的強(qiáng)大砸王。

在 Kotlin Sealed 是什么？為什么 Google 都在用 文章中主要包含以下內(nèi)容：

• Sealed Classes 原理分析葱淳？
• 枚舉钝腺、抽象類、Sealed Classes 分別有那些優(yōu)缺點(diǎn)赞厕？
• 分別在什么情況下使用枚舉和 Sealed Classes艳狐？
• 為什么 Sealed Classes 用于表示受限制的類層次結(jié)構(gòu)？
• 在項(xiàng)目中如何使用 Sealed Classes皿桑？
• 禁止在 Sealed Classes 所定義的文件外使用毫目， Kotlin 是如何做到的呢蔬啡？
• ......

在 Kotlin 中的密封類 優(yōu)于 帶標(biāo)簽的類 文章中主要包含以下內(nèi)容：

• 什么是 Tagged Classes（標(biāo)記類）？
• Tagged Classes 的優(yōu)缺點(diǎn)镀虐，以及在項(xiàng)目中所帶來(lái)的影響箱蟆？
• 如何使用 Sealed Classes 優(yōu)化現(xiàn)有的代碼，可以帶來(lái)那些收益刮便？

而這篇文章主要來(lái)介紹 Sealed Classes 在 Kotlin 1.5.0 上帶來(lái)的新特性及原理分析空猜，在開始分析之前，先來(lái)簡(jiǎn)單的回顧一下之前文章的內(nèi)容恨旱。

Sealed Classes

什么是 Sealed Classes辈毯？

Sealed Classes 用于表示受限制的類層次結(jié)構(gòu)，其實(shí)這句話可以拆成兩句話來(lái)理解窖杀。

• Sealed Classes 用于表示層級(jí)關(guān)系： 子類可以是任意的類漓摩， 數(shù)據(jù)類、Kotlin 對(duì)象入客、普通的類管毙，甚至也可以是另一個(gè) Sealed
• Sealed Classes 受限制： 必須在同一文件中，或者在 Sealed Classes 內(nèi)部中使用桌硫，在 Kotlin 1.1 之前夭咬，規(guī)則更加嚴(yán)格，子類只能在 Sealed Classes 內(nèi)部中使用

Sealed Classes 的優(yōu)點(diǎn)：

• Sealed Classes 使類之間的職責(zé)分明铆隘，提高代碼的可讀性
• 擴(kuò)展性強(qiáng)卓舵，可以在不修改原有的代碼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上添加新的參數(shù)或者子類
• 每個(gè)類中不包含無(wú)關(guān)的字段，在一定程度上減少對(duì)象所占用的內(nèi)存
• Sealed Classes 結(jié)合 when 表達(dá)式一起使用會(huì)更加的方便膀钠，when 語(yǔ)句下的所有分支可以通過(guò)快捷鍵 Mac/Win/Linux：Alt + Enter 自動(dòng)生成掏湾，效果如下所示：

這里只是簡(jiǎn)單的回顧了一下之前的內(nèi)容，接下來(lái)我們一起來(lái)看看肿嘲，在新版本 Kotlin 1.5.0 中 Sealed Classes 給我們帶來(lái)了那些優(yōu)化融击。

Sealed Classes 進(jìn)化了

在 2021 年 5 月份，Kotlin 官方發(fā)布了 1.5.0雳窟，在這個(gè)版本中帶來(lái)幾個(gè)非常有用的特性尊浪，而在這篇文章我們主要介紹 Sealed Classes，更多信息請(qǐng)查看 What's new in Kotlin 1.5.0封救。

在 Kotlin 1.0 時(shí)拇涤，子類只能在 Sealed Classes 內(nèi)部中使用，因?yàn)?Sealed class 會(huì)被編譯成 abstract class誉结，并且默認(rèn)的構(gòu)造方法被私有化了鹅士，所以子類必須嵌套在 Sealed Classes 類中。

在 Kotlin 1.1 時(shí)惩坑，允許頂級(jí)的 Sealed Classes 和它頂級(jí)子類在同一個(gè)文件中如绸，因?yàn)榫幾g器會(huì)自動(dòng)生成了一個(gè) 公有 的構(gòu)造方法嘱朽，在子類的構(gòu)造方法中調(diào)用了父類 公有 的構(gòu)造方法，而這些都是 Kotlin 編譯器幫我們做的怔接。

在 Kotlin 1.5.0 中搪泳，放寬了對(duì) Sealed Classes 限制，只需要保證 Sealed Classes 和它的子類扼脐，在同一個(gè)包名和 module 下面即可岸军，這些都是 Kotlin 編譯器幫我們做的。

接下里我們一起來(lái)分析一下為什么 Kotlin 需要升級(jí) Sealed Classes瓦侮？在之前的文章 Kotlin 中的密封類 優(yōu)于 帶標(biāo)簽的類 分析了 Sealed Classes 有很多優(yōu)點(diǎn)艰赞，但是它也有很多不足之處，這也是為什么需要升級(jí) Sealed Classes 的原因：

• Sealed Classes 的子類肚吏，被限制在單個(gè)父類中
• 把所有的代碼放在一個(gè)文件中方妖，會(huì)造成文件臃腫，可讀性下降罚攀，如下所示

sealed class Color {
    class Red : Color()
    class Blue : Color()
    // ...... 更多的顏色
}

sealed class Figure {
    abstract fun draw()
}

class Rectangle(val color: Color) : Figure() {
    override fun draw() {
    }
}

class Round(val color: Color) : Figure() {
    override fun draw() {

    }
}

class Triangle(val color: Color) : Figure() {
    override fun draw() {

    }
}

...... // 隨著需求的增加党觅，文件會(huì)越發(fā)龐大

// 通過(guò)快捷鍵 Mac/Win/Linux：Alt + Enter 自動(dòng)生成
fun drawFigure(figure: Figure) {
    when (figure) {
        is Rectangle -> TODO()
        is Round -> TODO()
        is Triangle -> when (figure.color) {
            is Color.Blue -> TODO()
            is Color.Red -> TODO()
        }
    }
}

在 Kotlin 1.1 中被限制在一個(gè)文件中，隨著需求的增加斋泄，文件只會(huì)越發(fā)的龐大杯瞻，現(xiàn)在放寬了限制之后，我們可以將子類拆分成單獨(dú)的文件炫掐，可以進(jìn)一步的提高代碼的可讀性魁莉。

• 只允許頂級(jí)的 Sealed Classes 和它頂級(jí)的子類在同一個(gè)文件中，對(duì)于非頂級(jí)的 Sealed Classes募胃，所有子類都應(yīng)該在其內(nèi)部聲明旗唁，以下代碼編譯會(huì)失敗

正如你所見 Sealed Classes 還是不夠靈活，非頂級(jí)子類 Yellow 定在 Color 的外面痹束，編譯就會(huì)出錯(cuò)检疫，而在 Koltin 1.5.0 放寬了限制之后，以上代碼可以正常編譯通過(guò)参袱，不僅提高代碼的可讀性，而且靈活性也提高了秽梅。

除此之外還允許在 Sealed Classes 中聲明受保護(hù)的構(gòu)造函數(shù)抹蚀。在 1.5.0 之前所有 Sealed Classes 的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)都是 private，但是在 1.5.0 之后默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)都是 protected企垦。

sealed class Figure {
    constructor() // 默認(rèn)為 protected
    private constructor(area: Double) : this()
}

但是不允許聲明為 public环壤，因?yàn)榫幾g器會(huì)自動(dòng)生成，如果聲明為 public 編譯就會(huì)出錯(cuò)：

一起來(lái)看看聲明為 protected 的構(gòu)造函數(shù)钞诡，反編譯后的 Java 代碼都做了什么郑现。Tools → Kotlin → Show Kotlin Bytecode 湃崩。

public abstract class Figure {
   private Figure() {
   }

   private Figure(double area) {
      this();
   }

   // $FF: synthetic method
   public Figure(DefaultConstructorMarker $constructor_marker) {
      this();
   }

   // $FF: synthetic method
   public Figure(double area, DefaultConstructorMarker $constructor_marker) {
      this(area);
   }
}

public final class Rectangle extends Figure {
   public Rectangle() {
      super(1.0D, (DefaultConstructorMarker)null);
   }
}

正如你所見，生成的構(gòu)造方法還是私有的接箫，只不過(guò)編譯器會(huì)自動(dòng)生成 公有 的構(gòu)造方法攒读，在子類的構(gòu)造方法中調(diào)用了父類 公有 的構(gòu)造方法。除此變化之外辛友，另外還有一個(gè)重要的特性薄扁，增加了密封接口（Sealed Interface）。

注意：

如果你已經(jīng)升級(jí)到 Kotlin 1.5.0废累，編譯器還提示出錯(cuò)邓梅，請(qǐng)將下面的代碼添加在 build.gradle 中。

compileKotlin {
    kotlinOptions {
        languageVersion = "1.5"
    }
}

Sealed Interface

Sealed Interface 和 Sealed Classes 一樣都是用于表示受限制的類層次結(jié)構(gòu)邑滨，所以它也擁有 Sealed Classes 所有的優(yōu)點(diǎn)日缨，Sealed Classes 擁有的特性 Sealed Interface 也都擁有。

但是不同之處在于 Sealed Classes 被限制在單個(gè)父類中掖看，而 Sealed Interface 支持更靈活的受限制類層次結(jié)構(gòu)匣距，因?yàn)樽宇惪梢詫?shí)現(xiàn)多個(gè) Sealed Interface，如下所示乙各。

// IColor.kt
sealed interface IColor
class Red : IColor
class Blue : IColor

// IArea.kt
sealed interface IArea {
    fun area(): Double
}

// IFigure.kt
sealed interface IFigure

class Round() : IFigure, IColor

class Rectangle(val length: Double, val width: Double) : IFigure, IArea, IColor {
    override fun area(): Double = length * width
}

Sealed Interface 允許子類有多個(gè)實(shí)現(xiàn)墨礁，自由度更高，使得代碼更加的靈活耳峦，但是它和 Sealed Classes 一樣恩静，被限制在了同一個(gè)包名和 module 下面，如果違反這個(gè)限制編譯就會(huì)出錯(cuò)蹲坷。

關(guān)于 Sealed Interface 相關(guān)的內(nèi)容驶乾，就先介紹到這里，這篇文章主要分析了 Sealed Classes 以及 Sealed Interface 優(yōu)缺點(diǎn)循签，在 Kotlin 1.5.0 中還增加了其他的特性级乐，將會(huì)在后續(xù)的文章中介紹。

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