1. 简介
Kotlin 语言借鉴了不少函数式编程语言的设计理念，旨在帮助开发者写出更安全、更具可读性的代码。Sealed 类（Sealed Classes） 就是其中之一，它为类型系统提供了更强的约束能力，尤其适用于需要严格控制继承结构的场景。
2. 什么是 Sealed Class？
Sealed Class 的核心作用是：限定类的继承体系，禁止在指定范围之外新增子类。
换句话说，一旦你定义了一个 sealed class，所有可能的子类都必须在编译期就已知——这使得类型判断变得完全可预测和穷尽。
✅ 从 Kotlin 1.5 开始，seated class 的子类可以分布在同一个编译单元（module）中不同文件里，只要它们处于同一包名下即可 —— 这极大提升了使用灵活性。
🔗 参考：Kotlin 1.5 新特性 - 包级密封类
⚠️ 注意点：
- Sealed class 是隐式
abstract的，不能被实例化。 - 虽然不能被外部随意继承，但它本身可以包含字段、方法，支持抽象方法和具体实现。
- 子类必须显式继承该 sealed class，并且只能是其直接子类（不允许间接扩展）。
2.1 Sealed Interface
自 Kotlin 1.5 起，interface 也支持 sealed 修饰符。
🔗 官方文档：Sealed Interfaces
与 sealed class 类似，所有实现 sealed interface 的类/对象也必须在编译期可知。
✅ 相比 sealed class，seated interface 的一大优势是：支持多继承。
因为 Kotlin 不允许多重继承类，但可以实现多个接口。因此当你需要组合多种状态或行为时，seated interface 更加灵活。
举个例子：
sealed interface Result
sealed interface Loading : Result
sealed interface Error : Result
data class Success(val data: String) : Result
object LoadingState : Loading
data class ErrorState(val msg: String) : Error, Result
这样你可以通过组合不同的 sealed interface 来构建复杂的类型系统。
3. 何时使用 Sealed Class？
Sealed class 最适合用于表示有限且互斥的状态集合，每个子类代表一种语义上不同的情况——类似于函数式语言中的 代数数据类型（Algebraic Data Types, ADT）。
🔗 维基百科：Algebraic Data Type
典型应用场景包括：
- ✅ 实现状态机（State Machine）
🔗 比如 UI 加载、成功、失败三种状态 - ✅ 结果封装（Result/Option 类型）
- ✅ 单一来源的数据流处理（如网络请求响应）
- ✅ 函数式风格的 Monadic 编程（比如 Either、Try）
❌ 不适用场景：
- 当选项数量不确定或未来可能动态扩展时 → 应该用普通 class 或 open class
- 所有变体只是数据差异而无行为区别 → 建议改用 枚举类（Enum Class）
💡 小贴士：如果你发现你在
when表达式中频繁写else -> throw IllegalStateException()，那很可能你应该考虑换成 sealed class —— 编译器会帮你检查是否遗漏分支！
4. 如何编写 Sealed Class
我们以 Java 8 中的 Optional<T> 为例来说明。虽然 Java 没有 sealed class，导致任何人都能继承 Optional，但在 Kotlin 中我们可以做得更好。
设想一个 Optional<V> 类型，只允许两种状态：有值（Some）或无值（None）。我们要确保没有人能创建第三种实现。
sealed class Optional<out V> {
abstract fun isPresent(): Boolean
}
data class Some<out V>(val value: V) : Optional<V>() {
override fun isPresent(): Boolean = true
}
class None<out V> : Optional<V>() {
override fun isPresent(): Boolean = false
}
现在可以保证：任何 Optional<V> 实例，必然是 Some<V> 或 None<V> 之一。
使用示例：
val result: Optional<String> = divide(1, 0)
println(result.isPresent()) // 输出 false
if (result is Some) {
println(result.value) // 安全访问 value
}
这里的 divide 函数可返回 None 表示除零错误，或者 Some("0.5") 表示正常结果。
⚠️ 踩坑提醒：泛型协变
<out V>很关键！否则Optional<String>无法赋值给Optional<Any>，影响实用性。
5. 与 when 表达式配合使用
这是 sealed class 的杀手级特性：与 when 配合时，编译器能检测分支是否穷尽。
由于所有子类在编译期已知，Kotlin 可以确保你处理了所有可能的情况，无需写 else 分支。
继续上面的例子：
val message = when (result) {
is Some -> "Answer: ${result.value}"
is None -> "No result"
}
println(message)
如果漏掉任一分支，比如删掉 is None：
'when' expression must be exhaustive, add necessary 'else' branch
编译直接报错！这种“失败在编译期”机制极大提升了代码健壮性。
✅ 优势总结：
- 添加新子类后，所有未处理该类型的
when表达式都会立即报错 - 无需防御性
else throw - 提升重构安全性
6. 总结
Sealed class 是现代 Kotlin 开发中不可或缺的工具之一，特别适合建模封闭的、有限的状态体系。
它带来的主要好处包括：
- ✅ 类型安全：杜绝意外的子类扩展
- ✅ 可维护性强：配合
when实现编译期穷尽检查 - ✅ 语义清晰：每个子类表达明确意图
- ✅ 支持泛型与数据类，实用性强
合理使用 sealed class + sealed interface，可以让你的 API 设计更加严谨、易读、不易出错。
📌 示例代码已托管至 GitHub：
👉 https://github.com/Baeldung/kotlin-tutorials/tree/master/core-kotlin-modules/core-kotlin-lang-oop